亚波长等离子体结构中的局域共振模及其应用研究

发布时间：2021-05-24 06:03

　　等离子体是包含大量非束缚态带电粒子的物质状态。等离子体通常具有一定的非均匀性,当等离子体非均匀性的特征尺度远小于等离子体中波动模式的波长时,系统呈现典型的亚波长特性。在强约束条件下亚波长、非均匀等离子体中会产生局域共振模,导致在小范围产生一系列大幅度振荡模式,使得系统能量在局域范围内聚集起来。在小尺度上,呈现出局域场增强、表面激元共振等效应;相应地在宏观层面,常常伴随着系统能量聚焦、转化和输运等过程;因此在等离子体调控电磁过程方面具有独特的技术优势和良好的应用前景（例如空天高速目标电磁通信探控等）。本文围绕亚波长非均匀等离子体中的本征模问题,针对三种非均匀等离子体结构重点展开了以下三个方面的研究:“离散型”非均匀掺杂尘埃等离子体链中的局域本征模的特性和机制研究,“截断型”非均匀等离子体结构中的表面激元共振现象及其对天线远场辐射的影响,“渐变型”非均匀等离子体中的共振模式转换现象及其对电磁波能量吸收的影响。围绕“离散型”非均匀掺杂尘埃等离子体链中的局域本征模,本文结合理论分析和数值模拟两种方法研究了这些局域模的性质,并进一步分析了该现象背后的物理机制。首先我们从理论上给出了掺杂尘埃链中颗... 

【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校

【文章页数】：129 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及科学目标和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 非均匀结构中的局域共振模
        1.2.2 尘埃等离子体及离散型非均匀尘埃链中的本征模
        1.2.3 截断型非均匀等离子体中激元共振对天线辐射增强作用
        1.2.4 渐变型非均匀等离子体中的模式转换
    1.3 本文的主要研究内容
第2章 离散型非均匀掺杂尘埃链中的局域模
    2.1 引言
    2.2 模型介绍
    2.3 理论解析
        2.3.1 奇数掺杂尘埃链中的本征模
        2.3.2 偶数掺杂尘埃链中的本征模
    2.4 数值模拟
        2.4.1 奇数掺杂尘埃链中的局域模
        2.4.2 偶数掺杂尘埃链中的局域模
    2.5 结果对比与分析
    2.6 本章小结
第3章 截断型非均匀等离子体中的激元共振及其对天线远场辐射的增强过程
    3.1 引言
    3.2 模型介绍
    3.3 理论解析
        3.3.1 局域表面等离子体激元共振的激发
        3.3.2 表面场对天线阻抗和远场辐射的影响
    3.4 数值模拟
    3.5 结果与分析
    3.6 本章小结
第4章 渐变型非均匀等离子体中共振模式转换以及碰撞的影响
    4.1 引言
    4.2 模型介绍
    4.3 理论解析
    4.4 数值模拟
        4.4.1 改进的散射矩阵算法
        4.4.2 共振模转换的性质
        4.4.3 不同参数下的共振吸收特性
    4.5 结果分析
    4.6 本章小结
结论
参考文献
攻读博士学位期间发表的论文及其它成果
致谢
个人简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]表面等离子共振技术研究进展及应用[J]. 王永智,叶华跃,聂利芳,吴宏斌,邱文娜,方朝东,雷高新,曾玮乔.  中国医药科学. 2020(06)
[2]表面等离激元“热点”的可控激发及近场增强光谱学[J]. 冯仕靓,王靖宇,陈舒,孟令雁,沈少鑫,杨志林.  物理学报. 2019(14)
[3]极区夏季中层尘埃等离子体密度扰动功率谱分析研究[J]. 江晓楠,李辉,郭立新.  电波科学学报. 2019(02)
[4]测量等离子体中尘埃颗粒电荷量的实验方法[J]. 宋巧丽,张鹏云,王德真,张家良,李德君.  真空. 2004(01)



本文编号：3203685