發(fā)布時(shí)間：2017-08-29 09:35

  本文關(guān)鍵詞：光子自旋霍爾效應(yīng)的最佳弱測(cè)量

  更多相關(guān)文章： 光子自旋霍爾效應(yīng) 結(jié)構(gòu)參數(shù) 弱測(cè)量 納米金屬薄膜

【摘要】：一束線偏振光經(jīng)過非均勻介質(zhì)時(shí),由于自旋軌道耦合的作用,自旋方向相反的光子會(huì)在垂直于入射面的方向發(fā)生橫向分離,從而朝相反方向漂移并分居在傳輸光束的截面兩側(cè),這就是本文重點(diǎn)研究的光子自旋霍爾效應(yīng)。光子自旋霍爾效應(yīng)是一種潛在的精密測(cè)量工具,其在探測(cè)微結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)參數(shù)變化的研究中具有重要的物理意義。本文基于光子自旋霍爾效應(yīng)的弱測(cè)量模型,建立空白棱鏡界面的高斯光束傳輸模型,研究光子自旋霍爾效應(yīng)中弱測(cè)量的最佳后選擇問題。除此之外基于光子自旋霍爾效應(yīng)的橫移對(duì)金屬薄膜的厚度變化很敏感的基礎(chǔ)上,建立納米金屬薄膜界面反射時(shí)的三維光束傳輸模型,分析了納米金屬薄膜中光子自旋霍爾效應(yīng)的最佳弱測(cè)量,提出了利用光子自旋霍爾效應(yīng)測(cè)量納米材料結(jié)構(gòu)參數(shù)的時(shí)候存在最佳弱測(cè)量點(diǎn)。同時(shí),也對(duì)全內(nèi)反射中光子自旋霍爾效應(yīng)的最佳弱測(cè)量進(jìn)行了理論研究。具體工作如下:第一,研究了納米金屬薄膜中光子自旋霍爾效應(yīng)的最佳弱測(cè)量點(diǎn)。通過建立垂直偏振情況下高斯光束在納米金屬薄膜界面反射的傳輸模型,揭示了光子自旋霍爾效應(yīng)中的放大后的橫移與測(cè)量時(shí)所選擇的放大角的大小有關(guān)。研究表明只有當(dāng)弱測(cè)量中放大角取特殊值時(shí)(即最佳弱測(cè)量點(diǎn)),納米金屬薄膜中光子自旋霍爾效應(yīng)的放大后橫移值才可達(dá)到最大,此時(shí)測(cè)得的橫移值數(shù)據(jù)可以更加精確地反推出金屬薄膜的厚度。利用最佳弱測(cè)量點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集可大大提高光子自旋霍爾效應(yīng)的探測(cè)精度。這些研究為今后研制基于光子自旋霍爾效應(yīng)的精密測(cè)量工具測(cè)量納米結(jié)構(gòu)參數(shù)提供了理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。第二,研究了全內(nèi)反射中光子自旋霍爾效應(yīng)的最佳弱測(cè)量。通過建立高斯光束入射到玻璃-空氣界面的全內(nèi)反射傳輸模型,得到全內(nèi)反射中光自旋霍爾效應(yīng)中的自旋分裂橫移與入射角以及放大角之間的定量關(guān)系。研究結(jié)果表明,在利用弱測(cè)量對(duì)全內(nèi)反射中光子自旋霍爾效應(yīng)的橫移值進(jìn)行探測(cè)時(shí),其同樣也存在最佳的弱測(cè)量點(diǎn),可以使得測(cè)量輸出最大化,從而大大地提高了測(cè)量精度,以此能夠反應(yīng)周圍環(huán)境某些參數(shù)的變化。該研究為探索全內(nèi)反射過程中的物理現(xiàn)象提供了新的思路,同樣也為研制新型的納米光子學(xué)器件提供了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：光子自旋霍爾效應(yīng) 結(jié)構(gòu)參數(shù) 弱測(cè)量 納米金屬薄膜
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：O436.3;O484.4
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 第1章 緒論12-23
• 1.1 自旋霍爾效應(yīng)的研究背景12-13
• 1.2 光子自旋霍爾效應(yīng)的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-20
• 1.2.1 光子自旋霍爾效應(yīng)的發(fā)展歷史13-16
• 1.2.2 光子自旋霍爾效應(yīng)的國(guó)外研究進(jìn)展16-18
• 1.2.3 光子自旋霍爾效應(yīng)的國(guó)內(nèi)研究進(jìn)展18-20
• 1.3 弱測(cè)量的背景介紹20-22
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容及基本框架22-23
• 第2章 光子自旋霍爾效應(yīng)的理論基礎(chǔ)23-35
• 2.1 光子自旋霍爾效應(yīng)產(chǎn)生的原因分析23-24
• 2.2 光的偏振態(tài)和平面角譜理論24-29
• 2.2.1 光的偏振態(tài)24-26
• 2.2.2 平面波的角譜理論26-29
• 2.3 高斯光束在介質(zhì)中的傳輸模型29-30
• 2.4 光束在介質(zhì)界面發(fā)生反射和折射的理論分析30-34
• 2.5 小結(jié)34-35
• 第3章 納米金屬薄膜中光子自旋霍爾效應(yīng)的最佳弱測(cè)量35-47
• 3.1 引言35-36
• 3.2 理論分析36-40
• 3.2.1 高斯光束在金屬薄膜上的傳輸模型36-40
• 3.3 實(shí)驗(yàn)測(cè)量40-43
• 3.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析43-45
• 3.5 小結(jié)45-47
• 第4章 全內(nèi)反射中光子自旋霍爾效應(yīng)的最佳弱測(cè)量47-55
• 4.1 引言47
• 4.2 光束在玻璃-空氣介面中的全內(nèi)反射模型47-50
• 4.3 全內(nèi)反射中的光子自旋霍爾效應(yīng)50-51
• 4.4 全內(nèi)反射中光子自旋霍爾效應(yīng)的最佳弱測(cè)量51-54
• 4.5 小結(jié)54-55
• 結(jié)論55-58
• 參考文獻(xiàn)58-64
• 致謝64-66
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 趙桂平;周新星;李瑛;羅海陸;文雙春;;折射率梯度引起反轉(zhuǎn)的光自旋霍爾效應(yīng)研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2012年08期

2 羅海陸;文雙春;;光自旋霍爾效應(yīng)及其研究進(jìn)展[J];物理;2012年06期

，

本文編號(hào)：752590