本文關(guān)鍵詞：鋁基方環(huán)微結(jié)構(gòu)紅外吸收特性分析　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 嚴(yán)格耦合波分析 方環(huán)微結(jié)構(gòu) 雙頻吸收 波長(zhǎng)選擇性 磁極化共振

【摘要】：周期性微結(jié)構(gòu)表面在電磁波入射時(shí)會(huì)表現(xiàn)出一些特殊的輻射特性,比如波長(zhǎng)選擇性,可通過(guò)設(shè)計(jì)不同微結(jié)構(gòu)表面來(lái)對(duì)光譜進(jìn)行主動(dòng)調(diào)控。針對(duì)紅外探測(cè)應(yīng)用背景,本文設(shè)計(jì)了一種表面刻成周期性方環(huán)陣列排布的二維金屬/介質(zhì)/金屬薄膜光柵結(jié)構(gòu),旨在紅外波段3~5μm和8~10μm獲得雙頻高吸收率特性。利用嚴(yán)格耦合波分析(RCWA)方法來(lái)計(jì)算分析該結(jié)構(gòu)的輻射特性,并對(duì)其吸收機(jī)理進(jìn)行研究。二維方環(huán)陣列結(jié)構(gòu)對(duì)入射電磁波具有極化不敏感特性,通過(guò)對(duì)方環(huán)結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)可以在所需波段獲得高吸收率峰,其產(chǎn)生的機(jī)理可歸結(jié)為在表層金屬與基底之間的介質(zhì)層中激發(fā)了磁極化共振(MP),使入射電磁場(chǎng)能量被強(qiáng)烈束縛在介質(zhì)層中。隨著入射角度的增大會(huì)產(chǎn)生表面等離子極化(SPP),MP與SPP相互耦合,使得吸收峰向短波方向移動(dòng)并且峰值大小逐漸減小。正入射時(shí)只激發(fā)奇數(shù)階的磁極化共振,而在斜入射的情況下會(huì)出現(xiàn)偶數(shù)階的磁極化共振�？梢钥闯鯩Ps不僅具有波長(zhǎng)選擇性還具有角度選擇性的特點(diǎn)。對(duì)比分析了方環(huán)結(jié)構(gòu)與方貼片結(jié)構(gòu)的吸收特性,可以知道由于方孔空腔的影響會(huì)使得高階磁極化共振的位置向短波方向移動(dòng)。研究了方環(huán)結(jié)構(gòu)吸收帶寬的擴(kuò)寬機(jī)制,采用多層堆疊的方式改進(jìn)了方環(huán)結(jié)構(gòu),在保證吸收峰高度的同時(shí)有效的擴(kuò)寬了吸收峰寬度。隨著堆疊層數(shù)的增加會(huì)使吸收峰的寬度向短波方向擴(kuò)展。采用嵌套的方式設(shè)計(jì)了雙方環(huán)陣列結(jié)構(gòu)和方環(huán)加方貼片陣列結(jié)構(gòu),利用同一結(jié)構(gòu)的不同部分可以在不同的波長(zhǎng)位置激發(fā)磁極化共振(MPs)來(lái)獲得雙頻高吸收率特性。
[Abstract]:Periodic microstructures exhibit some special radiation characteristics, such as wavelength selectivity, when electromagnetic waves are incident. The spectrum can be actively regulated by designing different microstructural surfaces, aiming at the background of infrared detection applications. In this paper, a two-dimensional metal / dielectric / metal thin film grating structure with periodic square ring arrays on the surface is designed. The radiation characteristics of the structure are calculated and analyzed by using the strict coupled wave analysis (RCWA) method, which aims at obtaining the double frequency high absorptivity at 3 渭 m and 8 渭 m in the infrared band. The absorption mechanism is studied. The two-dimensional square ring array structure is not polarization-insensitive to the incident electromagnetic wave, and the high absorptivity peak can be obtained by the design of the structure parameters of the opposite ring. The mechanism of its formation can be attributed to the excitation of magnetic polarity resonance (MPP) in the dielectric layer between the surface metal and the substrate. The incident electromagnetic field energy is strongly trapped in the dielectric layer. With the increase of the incident angle, the surface plasma polarization (SPP) and SPP are coupled with each other. The absorption peak moves towards the shortwave direction and the magnitude of the peak decreases gradually. When the incident is normal, only the odd-order magnetic polarization resonance is excited. In the case of oblique incidence, an even-order magnetic polarity resonance appears. It can be seen that MPs has not only wavelength selectivity but also angular selectivity. The absorption characteristics of square ring structure and square patch structure are compared and analyzed. . It can be known that the position of high order magnetization resonance will move to the direction of shortwave due to the influence of square hole cavity. The absorption bandwidth broadening mechanism of square ring structure is studied and the square ring structure is improved by multilayer stacking. The width of absorption peak is widened effectively while the height of absorption peak is guaranteed. The width of absorption peak will expand to the direction of shortwave with the increase of stacked layers. The array structure of two rings and the square ring addition are designed by nested method. Patch array structure. Using different parts of the same structure to excite the magnetic polarity resonance (MPs) at different wavelength positions, the double frequency high absorptivity can be obtained.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN215;O551.3

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 任廷琦 ,楊煥旺 ,張懌慈;原子剛性轉(zhuǎn)子散射幾率的密耦合波包法計(jì)算[J];煙臺(tái)師范學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);1992年03期

2 蔡祥寶,葛智勇;應(yīng)用轉(zhuǎn)移矩陣法求解耦合波方程[J];南京郵電學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2001年02期

3 溫朗楓;熊偉;李國(guó)光;陳樹強(qiáng);付永啟;;嚴(yán)格耦合波收斂層數(shù)的研究[J];中國(guó)科技論文;2013年01期

4 嚴(yán)方;耦合波導(dǎo)中的槽諧振[J];電子學(xué)報(bào);1979年04期

5 趙東升;非線性定向耦合波導(dǎo)的開關(guān)特性[J];量子電子學(xué);1992年01期

6 俞寬新;李勝明;劉韜;田江波;;光纖聲光互作用耦合波方程[J];北京工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);2007年06期

7 顧福年;耦合波導(dǎo)管本征值的討論[J];物理學(xué)報(bào);1966年07期

8 琚蘭蘭;王文峰;;實(shí)現(xiàn)暗態(tài)的三芯耦合波導(dǎo)設(shè)計(jì)及其非線性脈沖傳輸特征[J];光學(xué)與光電技術(shù);2011年03期

9 錢景仁;論耦合波方程中的耦合系數(shù)[J];電子學(xué)報(bào);1982年02期

10 崔乃迪;梁靜秋;梁中翥;王維彪;;并聯(lián)諧振腔光子晶體單通道側(cè)面耦合波導(dǎo)[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2012年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前4條

1 潘鼎翔;柯俊宏;v鐎V冿;榞逸霞;;以V錘耨詈喜ɡ韸幟焐⑸銺\0的u奬 量n,模式[A];第五屆海峽兩岸計(jì)量與質(zhì)量學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集[C];2004年

2 陸維松;張延賓;蘇磊;邵海燕;陶麗;;海氣不穩(wěn)定耦合波的時(shí)空結(jié)構(gòu)與氣候年代際振蕩[A];第七次全國(guó)動(dòng)力氣象學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要[C];2009年

3 唐風(fēng);陳兆武;;E面耦合波導(dǎo)對(duì)稱五端口結(jié)的分析[A];1987年全國(guó)微波會(huì)議論文集（上）[C];1987年

4 葉燕;張恒;陳林森;;耦合波方法分析平面鍍膜光柵的0級(jí)窄帶特性[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 王其楨;鋁基方環(huán)微結(jié)構(gòu)紅外吸收特性分析[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

2 倪程鵬;三芯耦合波導(dǎo)中的暗態(tài)研究[D];湖北大學(xué);2014年

3 琚蘭蘭;三芯耦合波導(dǎo)及變系數(shù)耦合波導(dǎo)的傳輸特性[D];湖北大學(xué);2012年

，

本文編號(hào)：1434711