石墨烯辅助光栅中连续区束缚态的调控

发布时间：2021-02-19 21:39

　　光学连续区束缚态（BIC）是一种在光锥之上仍然可以实现对光的完美限制的现象,通常也被描述为零宽度、零泄露的谐振态。由于BIC的品质因数Q可以达到无穷,因此在激光器、传感器和滤波器等领域,具有重要的应用价值。本论文利用石墨烯的电导率可受费米能级和载流子迁移率调控的性质,来研究对连续区束缚态的调节,从而实现调制器的功能。主要研究工作如下:根据石墨烯的电导率可以被静电偏压调控的性质,本文设计了一个具有基底的石墨烯光栅结构,在TM偏振态的光的照射下,激发出的表面等离子体波对光有非常强的局域性。此外,改变石墨烯的费米能级会影响透射峰的共振频率值,改变载流子迁移率会影响共振峰的振幅。由于亚波长的衍射光栅具有特殊的衍射特性,因此本文设计了周期在微米量级的单光栅结构和完全相同的对称的双光栅结构。分别用不同偏振态的光斜入射到这两种结构中,并利用严格耦合波（RCWA）方法来计算光栅的反射率,发现在特定的入射光波矢和光栅间距下,能够出现光学连续区束缚态现象。同时研究结果表明偏振态的不同影响了支持BIC的双光栅阵列的间距。在能够实现光学连续区束缚态的双光栅结构的基础上,为它对称的铺上两层石墨烯,发现在具有特定... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的和意义
    1.2 连续区束缚态及其相关理论的发展状况
        1.2.1 国内外研究现状
        1.2.2 国内外文献综述的简析
    1.3 主要研究内容
第2章 石墨烯的电导率可调控性研究
    2.1 石墨烯的性质
    2.2 石墨烯的电导率
    2.3 石墨烯的介电常数
    2.4 石墨烯的应用
    2.5 本章小结
第3章 光栅中的连续区束缚态
    3.1 单光栅结构的TE模式下的反射率
    3.2 双光栅结构的TE模式下的连续区束缚态
    3.3 单光栅结构的TM模式下的连续区束缚态
    3.4 双光栅结构的TM模式下的连续区束缚态
    3.5 偏振态对出现BIC时光栅间距的影响
    3.6 本章小结
第4章 石墨烯对BIC及GSPP的调控
    4.1 石墨烯光栅结构中的表面等离子体波的激发
    4.2 费米能级对BIC和GSPP的调控
    4.3 载流子迁移率对BIC及GSPP的调控
    4.4 石墨烯层的间距对GSPP的影响
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
致谢


【参考文献】：
博士论文
[1]基于石墨烯新材料的全光纤调制器件研究[D]. 周锋.浙江大学 2015
[2]基于石墨烯复合结构的表面等离激元传感研究[D]. 赵元.中国科学技术大学 2015

硕士论文
[1]多频段表面等离子体共振传感结构研究[D]. 孔令超.安徽大学 2017
[2]石墨烯表面等离子体波的传输特性及相关器件的应用基础研究[D]. 胡俊.东南大学 2015
[3]基于石墨烯在太赫兹波段表面等离子体激元特性的研究[D]. 王平.华中科技大学 2013



本文编号：3041726