准晶及相关超表面的近场光学特性研究

发布时间：2020-06-20 08:32

【摘要】：表面等离子体激元在医疗诊断、生化光谱学、通讯等方面都有重要的应用。激发和操控表面等离子体一直是光学的重要研究。近几年,金属纳米狭缝阵列结构激发表面等离子体引起了人们极大的注意。本论文中,利用时域有限差分数值仿真方法,研究了周期、准晶和随机等超表面结构的近场光学特性。本论文主要研究工作如下:首先,在传统激发表面等离子体的结构基础上,本文设计了一种周期超表面结构。与传统的激发表面等离子体结构相比,周期超表面结构属于超材料,能够用于制造更小体积的光器件。同时还能实现光的超透射,在特征波长光照射下,周期超表面结构激发的表面等离子体的场分布更具有规律性。改变入射光的偏振态,周期超表面结构激发的表面等离子体的场分布会发生明显的改变。此外,改变入射波长,周期超表面结构激发的表面等离子的透射率会发生明显的改变。其次,根据彭罗斯拼图的原理,通过黄金分割法,设计了具有十重旋转对称性的各向同性以及各向异性准晶超表面结构。准晶结构介于晶体与非晶体之间,表现出更高次的旋转对称性。表面等离子体经准晶超表面激发后在其表面传输时,传输方向也会表现出有趣的旋转对称性,这为准晶材料的研究提供了很大的帮助。同时准晶超表面也会表现出超强光透射的现象。它的透射率随着入射光波长的变化也发生很大的变化。最后,在周期超表面和准晶超表面的基础上,设计了一种随机超表面结构。随机超表面结构的金属纳米狭缝无序分布,计算结果发现随机超表面也能成功激发表面等离子体,其场分布不再具有周期规律。透射率也同样随着入射光波长的改变发生很大的改变。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：O734
【图文】：

自然界中存在准晶体，具有五次旋转对知。Igor Yulevic 提出在彭罗斯拼图的角形的边上放置各向同性或者各向异性想法的提出为准晶的研究提供了很大的称性的准晶彭罗斯拼图示意图。在每个就构成具有五次旋转对称性的准晶结构

图 1-2 准晶超表面的光学自旋霍尔效应[16]国内研究现状国在准晶超表面方面的研究相对来说时间较晚且研究内。但在等离子体以及等离子体透镜和超表面方面的研究

【参考文献】

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1 郭可信;准晶[J];科学通报;1990年22期

本文编号：2722155