一维亚波长介质与金属光栅的模态、光谱与近场分布及其应用
本文选题：亚波长光栅 + 光谱特性 ； 参考：《江苏大学》2016年硕士论文
【摘要】：本硕士论文理论求解了一维亚波长介质光栅的光场模式特性,并利用它设计分析了一种高通及带通滤波器。研究了一维亚波长金属光栅的透射谱、反射谱与吸收谱,分析了表面等离激元的空间分布情况,并讨论了表面等离激元的空间耦合特性。提出了一种一维亚波长金属光栅暗中空模式的原子囚禁方案,得到了强度与光学势分布,发现该方案可以实现对原子的有效囚禁。本文采用矢量模态理论,获得有效折射率函数的特征方程。利用衰减模态特性,设计分析了一种在利特罗入射条件下的亚波长光栅高通滤波器,得到光栅反射率随波长的响应曲线,又设计了一种由两个光栅组成的带通滤波器。通过改变光栅参数,可以实现不同通带范围的滤波器。本文研究了一维亚波长金属光栅的透射谱、反射谱与吸收谱,分析光栅的几何结构参数的改变对吸收谱的影响。分析了一维亚波长金属光栅的表面等离激元的近场强度空间分布情况,研究了表面等离激元的空间耦合特性。提出了一种一维纳米尺度金属光栅实现原子囚禁的方案,分析了一维金属光栅的表面等离激元的暗中空模式近场强度分布情况,计算了冷原子在光场中的光学势分布。结果表明,表面等离激元暗中空模式封闭的等值线可以实现在横截面上对原子的有效囚禁以及实现在纵向的原子导引。由于囚禁区域的高强度梯度,原子能通过有效的强梯度Sisyphus冷却把温度降低到几微开(μK)。一维亚波长介质光栅的模态理论及其滤波器设计的研究结果对于高通滤波器与带通滤波器的实验研究以及亚波长光栅器件的实用化具有重要的意义。一维亚波长金属光栅的光谱特性及光场分布,暗中空光束模式的产生及其原子囚禁与导引的研究结果对微纳光学、原子光学、量子光学等方面的研究具有一定的参考价值。
[Abstract]:In this thesis, we have theoretically solved the optical field mode characteristics of a wideband dielectric grating, and used it to design and analyze a high-pass and band-pass filter.The transmission spectrum, reflectance spectrum and absorption spectrum of A _ B wavelength metal grating are studied. The spatial distribution of the surface isopherons is analyzed, and the spatial coupling characteristics of the surface isopherons are discussed.A scheme of atom trapping in the dark space mode of a wideband metal grating is proposed. The distribution of intensity and optical potential is obtained. It is found that the scheme can effectively trap atoms.In this paper, the vector mode theory is used to obtain the characteristic equation of effective refractive index function.A subwavelength grating high pass filter is designed and analyzed by using the attenuation mode characteristic. The response curve of grating reflectivity with wavelength is obtained, and a bandpass filter composed of two gratings is designed.The filter with different pass band range can be realized by changing the grating parameters.In this paper, the transmission spectrum, reflectance spectrum and absorption spectrum of a wideband wavelength metal grating are studied, and the influence of the geometric structure parameters of the grating on the absorption spectrum is analyzed.The spatial distribution of the near-field intensity of the surface isopherons of a wideband metal grating is analyzed, and the spatial coupling characteristics of the surface isophosphors are studied.An atomic trapping scheme of one-dimensional nanoscale metal gratings is proposed. The near field intensity distribution of surface isopotons of one-dimensional metal gratings is analyzed and the optical potential distribution of cold atoms in the light field is calculated.The results show that the closed isolines of surface isopherons can effectively trap atoms on cross sections and realize atomic guidance in longitudinal direction.Due to the high intensity gradient of the trapped region, the temperature of atomic energy is reduced to a few microopen (渭 KN) by effective strong gradient Sisyphus cooling.The modal theory and the results of the filter design are of great significance for the experimental study of high pass filter and bandpass filter and the practical application of subwavelength grating devices.The spectral characteristics and light field distribution of a wideband metal grating, the generation of an empty beam mode in the dark and the results of atomic trapping and guidance are valuable for the study of micro / nano optics, atomic optics, quantum optics and so on.
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN713
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，本文编号：1761814
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