超材料是一種微米或納米尺度的人工復(fù)合材料,其單元結(jié)構(gòu)小于入射波的波長(zhǎng)。由于超材料的性質(zhì)主要取決于材料本身在關(guān)鍵物理尺度上的有序設(shè)計(jì),因而具有某些超常規(guī)的特性,例如負(fù)折射、隱形、電磁誘導(dǎo)透明、單向無反射等,其中單向無反射在光開關(guān)、傳感器、光學(xué)二極管等方面具有潛在應(yīng)用。大量研究表明由金屬組成的超材料自身損耗較大,品質(zhì)因數(shù)較低,因此我們采用低損耗的硅作為共振器,所獲得的超材料品質(zhì)因數(shù)相對(duì)更高。超材料結(jié)構(gòu)單元由兩個(gè)硅共振器嵌在光刻膠聚合物中并沉積在玻璃基底上�；趦蓚�(gè)硅共振器之間的相位耦合,在異常點(diǎn)上實(shí)現(xiàn)了單向無反射。通過調(diào)節(jié)入射光的偏振θ和兩個(gè)共振器間的距離d,我們實(shí)現(xiàn)了可控制的單向無反射。研究表明當(dāng)兩共振器間距離d分別等于1184 nm和1318 nm時(shí),異常點(diǎn)出現(xiàn)在頻率205.31 THz和202.25 THz處,高反射率達(dá)到0.8,低反射率接近于0,反射對(duì)比率接近于1。在異常點(diǎn)處,當(dāng)偏振θ等于0°時(shí),單向無反射出現(xiàn),當(dāng)偏振θ等于90°時(shí),單向無反射消失。利用傳輸矩陣方法得到的理論計(jì)算結(jié)果與數(shù)值模擬的結(jié)果完全一致。而且,我們的結(jié)構(gòu)中共振器間距離變化范圍約為150 nm內(nèi),單向無反射現(xiàn)象可... 

【文章來源】：延邊大學(xué)吉林省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：53 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．２：緒鉻和硅交替排列的超材料電場(chǎng)分布圖??

向前方向??向后方向｜??圖１．３：硅和二氧化硅交替排布多層結(jié)構(gòu)圖??該多層結(jié)構(gòu)中的吸收和非吸收電介質(zhì)分別為非晶硅（Ｓｉ）和二氧化硅（Ｓｉｌｉｃａ），每個(gè)??周期單元由４個(gè)非晶硅和二氧化硅薄膜層交替組成。該結(jié)構(gòu)在波長(zhǎng)５３２?ｕｍ處展現(xiàn)??出理想的單向無反射特性。多層結(jié)構(gòu)之間累積的相位變化相同，這與硅的折射率??中虛部引起的吸收相關(guān)，而硅層的吸收最終導(dǎo)致入射光在傳輸中強(qiáng)烈衰減。盡管??系統(tǒng)在前后兩個(gè)方向上透射率相同，但多層結(jié)構(gòu)在反射匕顯示出單向性。??ｌｉｉｒ＇ｉｌｌｉｉｌｌＭＭ??■■■■Ｉ?￥?Ｉ??圖１．４：硅和二氧化硅交替排布多層結(jié)構(gòu)的電場(chǎng)分布圖??３??

圖１．３：硅和二氧化硅交替排布多層結(jié)構(gòu)圖??


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