含石墨烯和离子晶体组分的超表面吸收和透射性质研究

发布时间：2024-01-29 21:52

　　随着中红外源和探测器技术的成熟和2.5μm—25μm的中红外波段超短脉冲激光在对该波段特殊吸收特性的半导体和聚合物材料加工方面具有得天独厚的优势。中红外波段广泛应用在工业、农业、信息产业、军事、医学、科研等领域,例如分子含量的鉴别,自由空间通信、红外泵浦探测光谱和遥感等,使红外波器件也备受学术科研界关注。本文主要利用线性传递矩阵的理论方法和COMSOL软件仿真模拟的方法,设计了金属石墨烯的可调超表面和离子晶体超表面的中红外波器件,研究了吸收、透射特性和光场分布,期待对未来的中红外波器件的设计加工提供可行的设计方案。主要内容如下:1.基于石墨烯条带、金属图层和电介质构成的可调超表面,设计了电介质/石墨烯和金属图案层/电介质电可调中红外滤波器和窄带吸收体。利用金属介电函数随入射电磁波频率变化和外加门电压调控石墨烯条带的电导率等特点,分析各参数对透射率和吸收率的影响。TM波入射此超表面,计算石墨烯条带的费米能级由变化对应的透射谱,接着研究TE波入射结构中的吸收谱,再通过石墨烯和金属图案层的电场分布特点,和施加在石墨烯条带上的电压对图案层表面电场的影响。通过改变各结构层厚度、图案层大小和入射角...

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【学位级别】：硕士

图1-1(a)石墨烯条带吸收超表面结构图(b)结构的侧视图[40]

图1-2费米能级为0.5eV，不同石墨烯条带对应的吸收率和峰值处电场截面图[40]

图1-3（a）孔型石墨烯图案的偏振器结构（b）贴片型石墨烯图案的偏振器结构（c）两种偏振器x、y方向上的相位角（d）两种偏振器x、y方向上振幅和偏振保持率[43]

图1-4（a）-（e）孔型石墨烯超表面在不同费米能级的PMR光谱

本文编号：3888905