高效率光学回射器件构建及物理特性

发布时间：2024-12-27 05:24

　　当前超构材料是构建新型光子器件的基石,是光学领域的前沿热点之一。特别是“相位梯度超表面”,其核心思想是在界面上引入随空间变化的局域“突变相位”,使光在界面上发生反射/折射时满足“广义斯涅尔(Snell)定律”。突变相位这一概念为操控光的传播提供了新的维度。在过去的数十年中,尽管人们提出了各种各样的新型光子器件,例如超构透镜、偏振转换、异常波前调控等,但是如何利用超表面实现光的回射现象,即让入射光原路返回,还存在着诸多问题,如效率不高、角度响应较窄等。围绕存在的问题,本论文开展高效率光学回射器件构建及物理特性的研究。基于突变相位的概念,我们利用金属亚波长光栅结构构建了工作波段从红外到可见光的回射器件。所设计的器件具有结构简单、转化效率高、多通道、不对称回射等特点。具体内容如下:1、基于亚波长金属超构光栅的中红外大角度高效率回射器。基于超构光栅的异常衍射规律,本文设计和研究了一个结构简单容易制备的双通道中红外平面超构光栅器件。为了减少系统的复杂性以及单元个数多所导致的损耗,该器件一个周期内仅包含2个单元。数值计算和仿真模拟结果表明:该超构光栅可实现接近100%的回射效率,即使在大角度时,仍可...

【文章页数】：80 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．１：?（ａ）超表面结构单位示意图，设计Ｖ型天线相邻之间具有相等的散射幅度和恒定的相位??

第一章绪论?高效率光学回射器件构建及物理特性??⑻?Ｌ??（ｂ）??Ｉ：??〇?ｒ／８?ｒ／４?３ｒ／８?ｍ?ｓｍ?３ｒ／４?ｉｍ??ｘ??图１．１：?（ａ）超表面结构单位示意图，设计Ｖ型天线相邻之间具有相等的散射幅度和恒定的相位??差。（ｂ）组成（ａ）中阵列的单个天线的散射电场....

图１．２：?（ａ）四分之一透射型玻片［５２］

高效率光学回射器件构建及物理特性?第一章绪论??成像的功能［５５］。图１．２?（ｅ）的研究是设计Ｖ型天线阵列相位梯度超表面以产生光学??祸旋［５６］。??（ａ）?Ｏｒｔｉｎａｒｙ?（ｂ）?（Ｃ）??．＇？Ｘ－??，ｊ、?Ｉ?ｒｅｆｉＭｔｔｎｎ??（ｕ）?Ｉｎｃｉｄｅｎｔ?ｗａｖｅ....

图１．３：?（ａ）反射型半玻片［５７］

第一章绪论?高效率光学回射器件构建及物理特性??（ａ）?＾?（ｂ）??－舊．＼ｆ、、一?．．．．．??Ｋ〇Ｗ－ｙ＾－?？?＇？：?＾??＇Ｘｉ?一??／?Ｆｏｃａｌ?ＵｍｇＫｌｉ??图１．３：?（ａ）反射型半玻片［５７］。（ｂ）可调焦超透镜设计图［５８］。??综上所述，等离子体相....

图１．４：?（ａ）可见光波段异常透射型相位梯度超表面［５９］

高效率光学回射器件构建及物理特性?第一章绪论??（Ｃ）?（ｄ）?一（ｅ）?ＩＨ?１??Ｓ?三ｂ?－?Ｓ??ｓ＆￡ｉ?５３??图１．４：?（ａ）可见光波段异常透射型相位梯度超表面［５９］。（ｂ）全介质结构超透镜［６０］。（ｃ）??可见光波段全介质透射型超表面全息图［６１］。（ｄ）透....

本文编号：4021199