基于梯度光子晶体结构的“光学黑洞”设计

发布时间：2021-01-14 21:44

　　2009年,E.E.Narimanov和A.V.Kildishev提出了一种理论上能对任意入射方向的光波达到100%吸收效率的“光学黑洞”模型,该模型系统在太阳能采集、平面隐身和多色红外传感装置上有着广阔的应用前景。相比于传统的光吸收器,“光学黑洞”模型系统不依赖于磁响应性的材料,而通过使用已有常见的材料便能设计,在具体制造光学器件时更为简便。近年来,文献已报道了一些基于“光学黑洞”模型的光吸收器,但存在着对电磁波吸收频段较窄,以及对入射波波型较为敏感等缺点。梯度光子晶体（GRIN PC:Granded-index photonic crystal）作为一种由光子晶体内部引入可控缺陷加工而成的特殊材料,其介电常数可以调节,而且GRIN PC相关理论也较为成熟。因此,本论文中将使用梯度光子晶体材料来具体实现“光学黑洞”模型,通过研究不同梯度光子晶体的结构对吸收器性能的影响,最终提出一款宽吸收带、且对入射波型不敏感度高的吸收器。论文的主要内容如下:1、介绍“光学黑洞”模型,提出基于梯度光子晶体结构的“光学黑洞”模型吸收器设计思路,并概述GRIN PC在光吸收器领域的研究现状。2、阐述光子晶... 

【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】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 论文的研究背景
    1.2 梯度光子晶体简介
    1.3 “光学黑洞”模型吸收器的发展现状及研究意义
    1.4 论文的主要工作内容
第二章 “光学黑洞”模型与梯度光子晶体相关理论
    2.1 “光学黑洞”模型相关理论
    2.2 光子晶体相关理论
        2.2.1 倒格子
        2.2.2 布洛赫定理
        2.2.3 光子晶体主方程
    2.3 光子晶体的计算方法
        2.3.1 传输矩阵法
        2.3.2 平面波展开法
        2.3.3 有限时域差分法
    2.4 麦克斯韦-加内特有效介质理论
        2.4.1 混合介质理论
        2.4.2 高级参杂介质原理
    2.5 本章小结
第三章 基于不同阵列结构吸收器的设计与性能研究
    3.1 基于不同阵列结构的吸收器设计
        3.1.1 基于方形阵列结构的吸收器设计
        3.1.2 基于六倍葵形阵列结构的吸收器设计
        3.1.3 基于八倍葵形阵列结构的吸收器设计
    3.2 不同阵列结构吸收器性能分析
    3.3 本章小结
第四章 基于八倍葵形阵列结构吸收器的优化
    4.1 基于晶格常数径向变化结构的吸收器设计
    4.2 基于晶格周期径向变化结构的吸收器性能分析
    4.3 不同形状的内嵌介质杆对吸收器性能的影响研究
    4.4 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 论文的主要工作
    5.2 今后工作的展望
致谢
参考文献


【参考文献】：
期刊论文
[1]Tunability of graded negative index-based photonic crystal lenses for fine focusing[J]. 晋蕾,朱清溢,付永启.  Chinese Physics B. 2013(09)
[2]A novel optical beam splitter based on photonic crystal with hybrid lattices[J]. 朱清溢,付永启,胡德清,章志敏.  Chinese Physics B. 2012(06)
[3]Y-shaped beam splitter by graded structure design in a photonic crystal[J]. REN Kun1 & REN XiaoBin2 1Key Laboratory of Opto-electronics Information Technology (Tianjin University), Ministry of Education; College of Precision Instrument and Opto-electronics Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2College of Science, Tianjin University of Science & Technology, Tianjin 300222, China.  Chinese Science Bulletin. 2012(11)
[4]三维梯度光子晶体聚焦透镜[J]. 陈素娟,周崇喜,邱传凯,罗先刚.  光学学报. 2010(08)
[5]二维单斜点阵光子晶体的第一布里渊区及带隙计算[J]. 刘頔威,刘盛纲.  物理学报. 2007(05)

博士论文
[1]全息光子晶体禁带展宽方法和波导传输特性的研究[D]. 董国艳.山东大学 2009



本文编号：2977606