基于控制光波波前的超表面研究近來受到了廣泛的關(guān)注并得到了長足發(fā)展。相對于傳統(tǒng)光學(xué)元件,超表面具有以下優(yōu)點(diǎn)：第一,可以在亞波長厚度內(nèi)控制波前；第二,可以將能量全部集中到所需的單個衍射級；第三,可以獨(dú)立控制光波的磁場分量,使其與真空阻抗匹配,實(shí)現(xiàn)無反射、高效率的光學(xué)器件；第四,易于同增益介質(zhì)、非線性材料和電學(xué)器件集成。超表面的設(shè)計基礎(chǔ)源于推廣的惠更斯原理（表面等效原理）,其主要理念是利用納米共振結(jié)構(gòu)構(gòu)建“惠更斯點(diǎn)光源”。通過調(diào)節(jié)共振強(qiáng)度和共振引入的突變相位（散射光與入射光的相位差）,實(shí)現(xiàn)對波片上任一點(diǎn)光源振幅和相位的調(diào)節(jié),從而控制光的傳播、偏振、光束形狀等性質(zhì)。由于貴金屬和高折射率介電介質(zhì)的納米結(jié)構(gòu)支持光學(xué)波段的共振,可以產(chǎn)生強(qiáng)烈的光散射、吸收和局域場增強(qiáng),所以在納米光子學(xué)、超材料、光電器件、光譜學(xué)、光學(xué)傳感器等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。在本博士論文中,我們基于貴金屬納米結(jié)構(gòu)的局域等離激元共振和高折射率介電介質(zhì)的納米結(jié)構(gòu)的米共振,開展了可見和近紅外波段的高效率半波片和1/4波片、單向的表面等離激元耦合器的設(shè)計和研究,主要內(nèi)容如下。在第一章中,我們主要介紹了局域等離激元和表面等離激元的基本性質(zhì)；分... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：125 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．３局域表面等離激元ＬＳＰ示意圖

數(shù)虛部已經(jīng)較大，因而導(dǎo)致其對電磁波強(qiáng)烈的吸收。上述Ｄｒｕｄｅ金屬納米球的吸??收截面為＝?Ａｉｍ?（ａ）。對于實(shí)際的貴金屬，需要考慮帶間吸收對吸收截面??的影響。圖１．４給出了直徑為２０ｎｍ的Ａｕ納米球的吸收效率譜（藍(lán)色虛線），可??Ｗ看出，在能量高于５２０?ｎｍ的波段，其吸收效率明顯高于能量低于５２０?ｎｍ的波??段，該主要是因?yàn)椋粒踉冢担玻埃睿砀浇膸чg躍迂導(dǎo)致的阿（參考圖１．１）。圖１．４??同時給出了不同直徑Ａｇ納米球的吸收效率譜，可Ｗ看出隨著納米球直徑増大，??散射效率増加很快，而吸收效率增加很小。因而在光學(xué)顯微鏡下，直徑較小的金??屬納米顆粒淹沒在較大顆粒的散射光背景中，而利用光熱法則可；＾可Ｗ分辨不同??直徑的金屬納米顆粒［３］。??６??

為電感型阻抗。邊緣場Ｚ＾．ｗ＜０始終是電容型阻抗，介電函數(shù)的虛部導(dǎo)致的損耗??可等效為電阻馬。因而介質(zhì)納米球和邊緣場組成的體系可等效為電容和電阻??的串聯(lián)（圖１．６ａ左下圖），不存在共振波長（由低介電常數(shù)介質(zhì)構(gòu)成的納米結(jié)構(gòu)。??當(dāng)介電常數(shù)較大或尺寸較大時，存在極化場的延遲，靜電近似不成立）。而金屬??９??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Control of light scattering by nanoparticles with optically-induced magnetic responses[J]. 劉偉,Andrey E. Miroshnichenko,Yuri S. Kivshar.  Chinese Physics B. 2014(04)
[2]Metal-dielectric-metal plasmonic waveguide devices for manipulating light at the nanoscale[J]. Georgios Veronis,Sükrü Ekin Kocabas,David A.B.Miller,MarkL.Brongersma,Shanhui Fan.  Chinese Optics Letters. 2009(04)



本文編號：3328661