基于V形磁偶极天线的SPPs可调向激发与聚焦特性研究

发布时间：2017-09-03 12:11

  本文关键词：基于V形磁偶极天线的SPPs可调向激发与聚焦特性研究

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【摘要】：磁偶极天线是光学纳米天线的一种,光学纳米天线一般是指金属纳米结构以不同形状或不同结构组合成的用以实现自由传播光场与局域场转化的装置。由于它具有常规天线不具备的特性,如光场增强、光场局域、光场重定向等,因而成为研究热点。通过对光学纳米天线结构进行设计,可以得到高耦合效率、高分光比的天线结构,这些结构有希望应用于近场光学显微、单光子发射器、偏振检测、光镊、传感等方面。本文将对V形磁偶极天线的表面等离激元激发特性展开研究。应用有限元分析方法,研究了V形磁偶极天线在不同偏振下的表面等离激元激发特性,利用偶极子模型解释两侧的电场分布,得出V形磁偶极天线阵列完全单向激发的条件,并进行了仿真分析,得到了完全单向激发的入射光偏振态以及圆偏振单向激发条件,实现了SPPs可调向激发。基于V形磁偶极天线分别设计了圆形和阿基米德螺旋结构阵列,通过引入矢量光束和改变阿基米德螺旋系数,实现了高效率中心聚焦。通过分析V性磁偶极天线阵列的耦合光强与入射光斯托克斯参量的关系,对V形磁偶极天线单元进行结构设计,得到了可以表征斯托克斯参量的V形结构,该结构可以为微纳检偏提供新的思路。
【关键词】：光学纳米天线 SPPs可调向激发 等离激元透镜 微纳检偏
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN821.4
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 绪论8-17
• 1.1 课题研究的背景和意义8-9
• 1.2 光学纳米天线及表面等离激元定向激发9-12
• 1.3 表面等离激元聚焦与等离激元透镜12-14
• 1.4 基于表面等离激元效应的微纳检偏器14-15
• 1.5 本文主要研究内容15-17
• 第2章 V形磁偶极天线阵列的SPPs可调向激发特性研究17-34
• 2.1 引言17
• 2.2 三种光学天线及其表面等离激元激发特性17-20
• 2.3 V形磁偶极天线的模式特性20-25
• 2.3.1 V形磁偶极天线的表面等离激元模式分析21-22
• 2.3.2 V形磁偶极天线激发模式的惠更斯元模型22-25
• 2.4 基于V形磁偶极天线阵列的SPPS可调向激发25-30
• 2.4.1 V形磁偶极天线阵列的单向激发理论推导25-27
• 2.4.2 V形磁偶极天线阵列的单向激发仿真27-29
• 2.4.3 入射光偏振态对SPPs单向激发分光比的影响29-30
• 2.5 圆偏振入射单向激发特性30-32
• 2.6 本章小结32-34
• 第3章 V形磁偶极天线阵列的SPPs聚焦特性研究34-46
• 3.1 引言34
• 3.2 圆形阵列结构的SPPS聚焦特性34-41
• 3.2.1 圆偏振入射圆形阵列结构的SPPs聚焦特性34-38
• 3.2.2 涡旋圆偏振入射圆形阵列结构的SPPs聚焦特性38-41
• 3.3 阿基米德螺旋阵列结构的SPPS聚焦特性41-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 基于V形磁偶极天线阵列的偏振测量方法46-58
• 4.1 引言46
• 4.2 V形磁偶极天线阵列耦合光强与斯托克斯参量的关系46-50
• 4.2.1 斯托克斯参量与庞加莱球46-48
• 4.2.2 V形磁偶极天线阵列耦合光强与斯托克斯参量48-50
• 4.3 V形磁偶极天线偏振敏感特性仿真50-56
• 4.4 本章小结56-58
• 结论58-59
• 参考文献59-65
• 致谢65

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本文编号：784908