基于超结构的类电磁诱导透明的圆偏振光特性研究
发布时间：2021-01-04 18:31
本论文基于三维电磁超结构工艺制作的复杂性,在双层结构中实现了具有圆二色性的可调谐类电磁诱导透明（EIT-like）效应。且实验数据和仿真数据的高度吻合证实了该现象存在。其次理论研究并优化了圆偏振二色性器件。最后,鉴于二氧化钒材料具有独特的相变特性且在微波频段少有研究,通过利用二氧化钒在微波段实现了EIT-like的主动调谐,这为其在可编程材料,微波光子学和超导量子电路领域的应用铺平了道路。本论文所做的主要工作及成果如下:（1）设计出了一种由单弧谐振器（SAR）和双弧谐振器（DAR）组成的三弧谐振器（TAR）双层超结构。通过计算表明,该超结构具有圆偏振选择性,在右旋圆偏振光入射条件下,由于手性和非手性模式之间的破坏性干涉引起了类电磁诱导透明效应并产生了1.77 ns的群时延。更重要的是所提出的超结构还具有良好的圆二色性可调性,通过调整结构的开口旋转角来改变相位匹配可以获得良好的圆二色性。利用电路板加工技术制作了相关实样样品,并通过微波网络分析仪验证了仿真获得的数据,证明了ETT-like的存在。（2）基于已经研究发现的圆二色性可调谐现象,理论研究并优化设计了二维超结构的圆偏振二色性器件。...
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）透雾技术（b）痕迹提取（c）圆偏振3D眼镜Figure1-1.(a)Thecircularpolarizationimagingtechniqueinthefog,(b)Thephotoofthetraceextraction,and(c)Thephotoofcircularlypolarized3Dglasses
它对左旋圆偏振光显示出完美的反射率，同时几乎完全吸收右旋圆偏振光。最后得到圆偏振二色性几乎达到 100%。图1-2 圆偏振光检测器结构（a）螺旋线珊结构 （b）胆甾晶体结构（c）“鱼线形”结构（d）“z”字型结构Figure 1-2. Schematic of the circularly polarized light detection. (a) Spiral structure, (b) Fish-scale structure, (c) Cholesteric crystal structure, and (d) “Z”-shaped structure.1.3 超材料简介超材料又称人工电磁材料或超结构材料，即超材料是一种具有与普通材料不同电磁特性的人工合成材料。这些特殊电磁性能的形成与超材料的结构单元相关，其结构单元类似于自然物质组成中的“原子”或“人工原子”，呈周期性排列。通过有意识地设计和改变单元结构，其电磁属性就可以被灵活地操控。而对于自然界
图1-3 （a）超结构的俯视图 （b）类电磁诱导透明传输曲线（c）428.4 THz暗模式未发生耦合时的电场分布图（d）428.4 THz时明暗模式发生耦合时的电场分布图Figure 1-3. (a) Top view of the metastructure. (b) The transmission spectra. (c) The Electricfield mapping of an uncoupled radiative atom at 428.4 THz. (d) The Electric field mapping of aradiative atom coupled with a dark atom at 428.4 THz.随后通过改变类电磁诱导透明单元结构尺寸，研究人员分别在微波[21-26]、太赫兹波[27-32]和可见光[33-36]等波段实现了类电磁诱导透明。在微波频率内，F. Y. Meng等人[37]利用开口方环和螺旋环分别作为明模谐振器和暗模谐振器，获得类电磁诱导透明现象，设计结构如图 1-4（a）所示。当入射电场沿 x 方向入射时，得到多条仿真传输曲线。其中图 1-4（c）中的绿色虚线代表仅有外开口环存在时获到的仿真透射谱。在 1.56 GHz 附近，可以观察到吸收谷，说明入射能量被吸收消耗。通过分析，这是外开口环和入射电磁波之间发生的耦合作用引起的。相比之下，橙色点划线表示只有内部螺旋环存在时，仿真获得的模拟透射频谱。该透射谱线在整个波段上的透射率都在 90%以上，几乎没有阻带。主要原因是它与外界入射波之间的相互作用比较弱，几乎不发生作用。但是当开口方环和螺旋环放置在一起形成超材
【参考文献】：
期刊论文
[1]雾天偏振成像影响分析及复原方法研究[J]. 汪杰君,杨杰,张文涛,王新强,叶松. 激光技术. 2016(04)
本文编号：2957220
【文章来源】：浙江工业大学浙江省
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
（a）透雾技术（b）痕迹提取（c）圆偏振3D眼镜Figure1-1.(a)Thecircularpolarizationimagingtechniqueinthefog,(b)Thephotoofthetraceextraction,and(c)Thephotoofcircularlypolarized3Dglasses
它对左旋圆偏振光显示出完美的反射率，同时几乎完全吸收右旋圆偏振光。最后得到圆偏振二色性几乎达到 100%。图1-2 圆偏振光检测器结构（a）螺旋线珊结构 （b）胆甾晶体结构（c）“鱼线形”结构（d）“z”字型结构Figure 1-2. Schematic of the circularly polarized light detection. (a) Spiral structure, (b) Fish-scale structure, (c) Cholesteric crystal structure, and (d) “Z”-shaped structure.1.3 超材料简介超材料又称人工电磁材料或超结构材料，即超材料是一种具有与普通材料不同电磁特性的人工合成材料。这些特殊电磁性能的形成与超材料的结构单元相关，其结构单元类似于自然物质组成中的“原子”或“人工原子”，呈周期性排列。通过有意识地设计和改变单元结构，其电磁属性就可以被灵活地操控。而对于自然界
图1-3 （a）超结构的俯视图 （b）类电磁诱导透明传输曲线（c）428.4 THz暗模式未发生耦合时的电场分布图（d）428.4 THz时明暗模式发生耦合时的电场分布图Figure 1-3. (a) Top view of the metastructure. (b) The transmission spectra. (c) The Electricfield mapping of an uncoupled radiative atom at 428.4 THz. (d) The Electric field mapping of aradiative atom coupled with a dark atom at 428.4 THz.随后通过改变类电磁诱导透明单元结构尺寸，研究人员分别在微波[21-26]、太赫兹波[27-32]和可见光[33-36]等波段实现了类电磁诱导透明。在微波频率内，F. Y. Meng等人[37]利用开口方环和螺旋环分别作为明模谐振器和暗模谐振器，获得类电磁诱导透明现象，设计结构如图 1-4（a）所示。当入射电场沿 x 方向入射时，得到多条仿真传输曲线。其中图 1-4（c）中的绿色虚线代表仅有外开口环存在时获到的仿真透射谱。在 1.56 GHz 附近，可以观察到吸收谷，说明入射能量被吸收消耗。通过分析，这是外开口环和入射电磁波之间发生的耦合作用引起的。相比之下，橙色点划线表示只有内部螺旋环存在时，仿真获得的模拟透射频谱。该透射谱线在整个波段上的透射率都在 90%以上，几乎没有阻带。主要原因是它与外界入射波之间的相互作用比较弱，几乎不发生作用。但是当开口方环和螺旋环放置在一起形成超材
【参考文献】：
期刊论文
[1]雾天偏振成像影响分析及复原方法研究[J]. 汪杰君,杨杰,张文涛,王新强,叶松. 激光技术. 2016(04)
本文编号：2957220
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