自由电子注激励表面等离子体激元辐射的研究

发布时间：2021-01-10 14:49

　　现代科学技术的迅猛发展使人们对辐射源的需求日益强烈。利用电子学与光子学相结合的方法产生辐射成为研究热点。表面等离子体激元（SPPs）作为联接电子学与光子学的天然纽带,研究其电子注激励与基于其辐射具有重要的意义。本论文主要研究了金属与石墨烯SPPs的电子注激励,并分析了其转换为辐射场的物理现象。主要研究结果如下:一.研究了垂直运动与平行运动电子注对SPPs的激励。理论分析与数值计算的结果表明,被激励的SPPs的性质不仅与金属材料、结构边界条件等有关,还与激励方式有密切联系。电子注垂直激励的SPPs包含丰富的频率分量,其工作频率不能被电子注能量调谐,场幅值在传播过程中随距离衰减,并总是伴随着激励渡越辐射。而电子注平行激励的SPPs的工作频率可调,其场幅值在传播过程中不随距离衰减,且没有渡越辐射。对金属薄膜中SPPs激励的研究表明,平行运动电子注能有效地激励其中的SPPs,并具体分析了场幅值和工作频率与结构和电子注参数的关系。总的来说,在对称结构金属薄膜中,对称模SPPs幅值更大;而在非对称结构金属薄膜中,非对称模SPPs幅值更大。并且,对称模SPPs的工作频率能在更大范围内被电子注能量调谐... 

【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】：118 页

【学位级别】：博士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
主要缩略语表
第一章 绪论
    1.1 表面等离子体激元概述
        1.1.1 表面等离子体激元的特性
        1.1.2 表面等离子体激元的激励
        1.1.3 基于表面等离子体激元的辐射
    1.2 本论文的选题依据与主要内容
第二章 电子注激励表面等离子体激元
    2.1 垂直运动电子注激励半无限大金属
        2.1.1 理论分析
        2.1.2 数值计算
    2.2 平行运动电子注激励半无限大金属
        2.2.1 理论分析
        2.2.2 数值计算
    2.3 平行运动电子注激励金属薄膜
        2.3.1 理论分析
        2.3.2 数值计算
    2.4 小结
第三章 基于金属表面等离子体激元的辐射
    3.1 平板结构表面等离子体激元切伦科夫辐射
        3.1.1 理论分析
        3.1.2 辐射的物理过程
        3.1.3 辐射的功率增强
        3.1.4 辐射的工作频率
    3.2 其他结构表面等离子体激元切伦科夫辐射
        3.2.1 第一类SPCLS
        3.2.2 第二类SPCLS
    3.3 基于金属表面等离子体激元的特殊衍射辐射
        3.3.1 平板SPPLR结构
        3.3.2 带间隙层的平板SPPLR结构
        3.3.3 圆柱SPPLR结构
    3.4 小结
第四章 电子注激励石墨烯表面等离子体激元及辐射
    4.1 垂直运动电子注激励石墨烯表面等离子体激元
        4.1.1 理论分析
        4.1.2 数值计算
    4.2 平行运动电子注激励石墨烯表面等离子体激元
        4.2.1 理论分析
        4.2.2 数值计算
    4.3 直流电子注激励石墨烯SPPS
    4.4 基于石墨烯表面等离子体激元的辐射
        4.4.1 理论分析
        4.4.2 数值计算
    4.5 小结
第五章 总结与展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]Long-range surface plasmon polaritons at THz frequencies in thin semiconductor layers[J]. Audrey Berrier,Jaime Gómez Rivas.  Chinese Optics Letters. 2011(11)
[2]Terahertz radiation from interaction between an electron beam and a planar surface plasmon structure[J]. 胡旻,张雅鑫,鄢扬,钟任斌,刘盛纲.  Chinese Physics B. 2009(09)

博士论文
[1]电子激励微纳结构的衍射辐射及其在太赫兹中的应用[D]. 张平.电子科技大学 2013
[2]太赫兹传输线研究[D]. 钟任斌.电子科技大学 2012



本文编号：2968898