中红外平面超透镜光场调控特性研究
发布时间：2021-06-23 10:28
从1800年赫歇尔发现红外辐射至今,红外技术经历两个多世纪的漫长发展,现已广泛应用于自由空间通讯、军事导航、红外热成像、红外遥感等众多领域。相比传统红外光学器件,基于中红外波段开发的平面超透镜具有调控自由度高、工业兼容性好、效率高、表面可共形设计、方便集成等诸多优点。平面超透镜技术基于光场调控理论上的创新,极大地拓展了新颖光学器件的设计方式,突破了光学器件向着微型集成化、阵列化、轻量化发展的技术瓶颈,已成为近些年来的研究热点。本论文基于中红外波段（3-5μm）的应用需求,利用波导理论、有效介质理论、广义斯涅耳定律等,设计出了聚焦效率高、消色差性能好的二维平面透镜。进而,以优化平面超透镜性能为探究目标,以时域有限差分（finite different time domain,FDTD）为主要研究手段,针对高效率聚焦、超分辨成像、良好消色差性能等需求开展了系列的研究工作。本论文的具体研究内容如下:1.基于波导理论、有效介质理论、广义斯涅耳定律等,设计了在中红外波段具有强烈共振的超表面单元结构,利用FDTD计算手段,计算得到了散射光的极化状态、振幅、强度在不同结构参数下的不同响应。本文基于硅...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１涡旋光束表面功能器件结构示意图与性能测试
■??（ｂ）?（ｄ）??图１－１涡旋光束表面功能器件结构示意图与性能测试。（ａ）涡旋光束发生器ＳＥ照片；??〇〇涡旋光束发生器ＳＥＭ照片局部放大图；（ｃ）远场光强分布；（ｄ）涡旋光束与高??斯光束共向传播远场干涉分布［２１］??（１）涡旋光束发生器。涡旋光束又称为光学旋涡，是一种具有孤立奇点的光??场，其矢量有方位项，且绕着旋涡中心旋转，在光学表达式中存在相位因子。涡旋??光束携带了一定的轨道角动量，这一特性使得其在光学操控［１８］、微粒捕获［１９］、高??分辨成像［２（）］等领域有着重要的应用。２０１１年ＹｕＮａｎＦａｎｇ等人将不同张角的＂Ｖ”形??超表面单元结构沿着方位角渐变排列，依据广义斯涅耳定律通过对局部进行相位??和振幅的调控，获得了高质量的涡旋光束［２１］。图１－１化）为超表面的ＳＥＭ照片、１－??１（ｂ）是涡旋光束发生器的局部放大图，该涡旋光束发生器由于八个区域组成每个区??域都具有相同结构的天线，用于产生图中所示的从０到２ｔｉ相位分布。图ｌ－ｌ（ｃ）为??实验得到的远场光强分布。涡旋光束和高斯光束同向传播得到的远场干涉条纹如??图ｌ－ｌ（ｄ）所示。除此之外
■??（ｂ）?（ｄ）??图１－１涡旋光束表面功能器件结构示意图与性能测试。（ａ）涡旋光束发生器ＳＥ照片；??〇〇涡旋光束发生器ＳＥＭ照片局部放大图；（ｃ）远场光强分布；（ｄ）涡旋光束与高??斯光束共向传播远场干涉分布［２１］??（１）涡旋光束发生器。涡旋光束又称为光学旋涡，是一种具有孤立奇点的光??场，其矢量有方位项，且绕着旋涡中心旋转，在光学表达式中存在相位因子。涡旋??光束携带了一定的轨道角动量，这一特性使得其在光学操控［１８］、微粒捕获［１９］、高??分辨成像［２（）］等领域有着重要的应用。２０１１年ＹｕＮａｎＦａｎｇ等人将不同张角的＂Ｖ”形??超表面单元结构沿着方位角渐变排列，依据广义斯涅耳定律通过对局部进行相位??和振幅的调控，获得了高质量的涡旋光束［２１］。图１－１化）为超表面的ＳＥＭ照片、１－??１（ｂ）是涡旋光束发生器的局部放大图，该涡旋光束发生器由于八个区域组成每个区??域都具有相同结构的天线，用于产生图中所示的从０到２ｔｉ相位分布。图ｌ－ｌ（ｃ）为??实验得到的远场光强分布。涡旋光束和高斯光束同向传播得到的远场干涉条纹如??图ｌ－ｌ（ｄ）所示。除此之外
【参考文献】：
期刊论文
[1]Metasurface wave in planar nano-photonics[J]. Minghui Hong. Science Bulletin. 2016(02)
[2]用于定向红外对抗的中波红外激光器技术[J]. 杨爱粉,张佳,李刚,张晚霞. 应用光学. 2015(01)
[3]红外光学材料的现状与发展[J]. 张志坚. 云南冶金. 2000(05)
本文编号：3244772
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：60 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－１涡旋光束表面功能器件结构示意图与性能测试
■??（ｂ）?（ｄ）??图１－１涡旋光束表面功能器件结构示意图与性能测试。（ａ）涡旋光束发生器ＳＥ照片；??〇〇涡旋光束发生器ＳＥＭ照片局部放大图；（ｃ）远场光强分布；（ｄ）涡旋光束与高??斯光束共向传播远场干涉分布［２１］??（１）涡旋光束发生器。涡旋光束又称为光学旋涡，是一种具有孤立奇点的光??场，其矢量有方位项，且绕着旋涡中心旋转，在光学表达式中存在相位因子。涡旋??光束携带了一定的轨道角动量，这一特性使得其在光学操控［１８］、微粒捕获［１９］、高??分辨成像［２（）］等领域有着重要的应用。２０１１年ＹｕＮａｎＦａｎｇ等人将不同张角的＂Ｖ”形??超表面单元结构沿着方位角渐变排列，依据广义斯涅耳定律通过对局部进行相位??和振幅的调控，获得了高质量的涡旋光束［２１］。图１－１化）为超表面的ＳＥＭ照片、１－??１（ｂ）是涡旋光束发生器的局部放大图，该涡旋光束发生器由于八个区域组成每个区??域都具有相同结构的天线，用于产生图中所示的从０到２ｔｉ相位分布。图ｌ－ｌ（ｃ）为??实验得到的远场光强分布。涡旋光束和高斯光束同向传播得到的远场干涉条纹如??图ｌ－ｌ（ｄ）所示。除此之外
■??（ｂ）?（ｄ）??图１－１涡旋光束表面功能器件结构示意图与性能测试。（ａ）涡旋光束发生器ＳＥ照片；??〇〇涡旋光束发生器ＳＥＭ照片局部放大图；（ｃ）远场光强分布；（ｄ）涡旋光束与高??斯光束共向传播远场干涉分布［２１］??（１）涡旋光束发生器。涡旋光束又称为光学旋涡，是一种具有孤立奇点的光??场，其矢量有方位项，且绕着旋涡中心旋转，在光学表达式中存在相位因子。涡旋??光束携带了一定的轨道角动量，这一特性使得其在光学操控［１８］、微粒捕获［１９］、高??分辨成像［２（）］等领域有着重要的应用。２０１１年ＹｕＮａｎＦａｎｇ等人将不同张角的＂Ｖ”形??超表面单元结构沿着方位角渐变排列，依据广义斯涅耳定律通过对局部进行相位??和振幅的调控，获得了高质量的涡旋光束［２１］。图１－１化）为超表面的ＳＥＭ照片、１－??１（ｂ）是涡旋光束发生器的局部放大图，该涡旋光束发生器由于八个区域组成每个区??域都具有相同结构的天线，用于产生图中所示的从０到２ｔｉ相位分布。图ｌ－ｌ（ｃ）为??实验得到的远场光强分布。涡旋光束和高斯光束同向传播得到的远场干涉条纹如??图ｌ－ｌ（ｄ）所示。除此之外
【参考文献】：
期刊论文
[1]Metasurface wave in planar nano-photonics[J]. Minghui Hong. Science Bulletin. 2016(02)
[2]用于定向红外对抗的中波红外激光器技术[J]. 杨爱粉,张佳,李刚,张晚霞. 应用光学. 2015(01)
[3]红外光学材料的现状与发展[J]. 张志坚. 云南冶金. 2000(05)
本文编号：3244772
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