中紅外平面超透鏡光場調(diào)控特性研究
發(fā)布時間：2021-06-23 10:28
從1800年赫歇爾發(fā)現(xiàn)紅外輻射至今,紅外技術經(jīng)歷兩個多世紀的漫長發(fā)展,現(xiàn)已廣泛應用于自由空間通訊、軍事導航、紅外熱成像、紅外遙感等眾多領域。相比傳統(tǒng)紅外光學器件,基于中紅外波段開發(fā)的平面超透鏡具有調(diào)控自由度高、工業(yè)兼容性好、效率高、表面可共形設計、方便集成等諸多優(yōu)點。平面超透鏡技術基于光場調(diào)控理論上的創(chuàng)新,極大地拓展了新穎光學器件的設計方式,突破了光學器件向著微型集成化、陣列化、輕量化發(fā)展的技術瓶頸,已成為近些年來的研究熱點。本論文基于中紅外波段（3-5μm）的應用需求,利用波導理論、有效介質(zhì)理論、廣義斯涅耳定律等,設計出了聚焦效率高、消色差性能好的二維平面透鏡。進而,以優(yōu)化平面超透鏡性能為探究目標,以時域有限差分（finite different time domain,FDTD）為主要研究手段,針對高效率聚焦、超分辨成像、良好消色差性能等需求開展了系列的研究工作。本論文的具體研究內(nèi)容如下:1.基于波導理論、有效介質(zhì)理論、廣義斯涅耳定律等,設計了在中紅外波段具有強烈共振的超表面單元結(jié)構(gòu),利用FDTD計算手段,計算得到了散射光的極化狀態(tài)、振幅、強度在不同結(jié)構(gòu)參數(shù)下的不同響應。本文基于硅...
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：60 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１－１渦旋光束表面功能器件結(jié)構(gòu)示意圖與性能測試
■??（ｂ）?（ｄ）??圖１－１渦旋光束表面功能器件結(jié)構(gòu)示意圖與性能測試。（ａ）渦旋光束發(fā)生器ＳＥ照片；??〇〇渦旋光束發(fā)生器ＳＥＭ照片局部放大圖；（ｃ）遠場光強分布；（ｄ）渦旋光束與高??斯光束共向傳播遠場干涉分布［２１］??（１）渦旋光束發(fā)生器。渦旋光束又稱為光學旋渦，是一種具有孤立奇點的光??場，其矢量有方位項，且繞著旋渦中心旋轉(zhuǎn)，在光學表達式中存在相位因子。渦旋??光束攜帶了一定的軌道角動量，這一特性使得其在光學操控［１８］、微粒捕獲［１９］、高??分辨成像［２（）］等領域有著重要的應用。２０１１年ＹｕＮａｎＦａｎｇ等人將不同張角的＂Ｖ”形??超表面單元結(jié)構(gòu)沿著方位角漸變排列，依據(jù)廣義斯涅耳定律通過對局部進行相位??和振幅的調(diào)控，獲得了高質(zhì)量的渦旋光束［２１］。圖１－１化）為超表面的ＳＥＭ照片、１－??１（ｂ）是渦旋光束發(fā)生器的局部放大圖，該渦旋光束發(fā)生器由于八個區(qū)域組成每個區(qū)??域都具有相同結(jié)構(gòu)的天線，用于產(chǎn)生圖中所示的從０到２ｔｉ相位分布。圖ｌ－ｌ（ｃ）為??實驗得到的遠場光強分布。渦旋光束和高斯光束同向傳播得到的遠場干涉條紋如??圖ｌ－ｌ（ｄ）所示。除此之外
■??（ｂ）?（ｄ）??圖１－１渦旋光束表面功能器件結(jié)構(gòu)示意圖與性能測試。（ａ）渦旋光束發(fā)生器ＳＥ照片；??〇〇渦旋光束發(fā)生器ＳＥＭ照片局部放大圖；（ｃ）遠場光強分布；（ｄ）渦旋光束與高??斯光束共向傳播遠場干涉分布［２１］??（１）渦旋光束發(fā)生器。渦旋光束又稱為光學旋渦，是一種具有孤立奇點的光??場，其矢量有方位項，且繞著旋渦中心旋轉(zhuǎn)，在光學表達式中存在相位因子。渦旋??光束攜帶了一定的軌道角動量，這一特性使得其在光學操控［１８］、微粒捕獲［１９］、高??分辨成像［２（）］等領域有著重要的應用。２０１１年ＹｕＮａｎＦａｎｇ等人將不同張角的＂Ｖ”形??超表面單元結(jié)構(gòu)沿著方位角漸變排列，依據(jù)廣義斯涅耳定律通過對局部進行相位??和振幅的調(diào)控，獲得了高質(zhì)量的渦旋光束［２１］。圖１－１化）為超表面的ＳＥＭ照片、１－??１（ｂ）是渦旋光束發(fā)生器的局部放大圖，該渦旋光束發(fā)生器由于八個區(qū)域組成每個區(qū)??域都具有相同結(jié)構(gòu)的天線，用于產(chǎn)生圖中所示的從０到２ｔｉ相位分布。圖ｌ－ｌ（ｃ）為??實驗得到的遠場光強分布。渦旋光束和高斯光束同向傳播得到的遠場干涉條紋如??圖ｌ－ｌ（ｄ）所示。除此之外
【參考文獻】：
期刊論文
[1]Metasurface wave in planar nano-photonics[J]. Minghui Hong. Science Bulletin. 2016(02)
[2]用于定向紅外對抗的中波紅外激光器技術[J]. 楊愛粉,張佳,李剛,張晚霞. 應用光學. 2015(01)
[3]紅外光學材料的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 張志堅. 云南冶金. 2000(05)
本文編號：3244772
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：60 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１－１渦旋光束表面功能器件結(jié)構(gòu)示意圖與性能測試
■??（ｂ）?（ｄ）??圖１－１渦旋光束表面功能器件結(jié)構(gòu)示意圖與性能測試。（ａ）渦旋光束發(fā)生器ＳＥ照片；??〇〇渦旋光束發(fā)生器ＳＥＭ照片局部放大圖；（ｃ）遠場光強分布；（ｄ）渦旋光束與高??斯光束共向傳播遠場干涉分布［２１］??（１）渦旋光束發(fā)生器。渦旋光束又稱為光學旋渦，是一種具有孤立奇點的光??場，其矢量有方位項，且繞著旋渦中心旋轉(zhuǎn)，在光學表達式中存在相位因子。渦旋??光束攜帶了一定的軌道角動量，這一特性使得其在光學操控［１８］、微粒捕獲［１９］、高??分辨成像［２（）］等領域有著重要的應用。２０１１年ＹｕＮａｎＦａｎｇ等人將不同張角的＂Ｖ”形??超表面單元結(jié)構(gòu)沿著方位角漸變排列，依據(jù)廣義斯涅耳定律通過對局部進行相位??和振幅的調(diào)控，獲得了高質(zhì)量的渦旋光束［２１］。圖１－１化）為超表面的ＳＥＭ照片、１－??１（ｂ）是渦旋光束發(fā)生器的局部放大圖，該渦旋光束發(fā)生器由于八個區(qū)域組成每個區(qū)??域都具有相同結(jié)構(gòu)的天線，用于產(chǎn)生圖中所示的從０到２ｔｉ相位分布。圖ｌ－ｌ（ｃ）為??實驗得到的遠場光強分布。渦旋光束和高斯光束同向傳播得到的遠場干涉條紋如??圖ｌ－ｌ（ｄ）所示。除此之外
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【參考文獻】：
期刊論文
[1]Metasurface wave in planar nano-photonics[J]. Minghui Hong. Science Bulletin. 2016(02)
[2]用于定向紅外對抗的中波紅外激光器技術[J]. 楊愛粉,張佳,李剛,張晚霞. 應用光學. 2015(01)
[3]紅外光學材料的現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 張志堅. 云南冶金. 2000(05)
本文編號：3244772
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