當(dāng)今社會(huì)對(duì)信息的快速傳輸和處理能力有著極大的需求。過去的幾十年里我們見證了電子器件的飛速發(fā)展。然而,電子器件所具有的熱效應(yīng)和器件間級(jí)聯(lián)產(chǎn)生的信號(hào)延遲限制了其向更小化的發(fā)展。光學(xué)器件因其高速的光信號(hào)處理能力有著巨大的吸引力,但傳統(tǒng)光學(xué)器件和電子器件的集成因二者尺寸不匹配而遇到阻礙,這是由于其中的介電光學(xué)器件因衍射極限的存在無法更進(jìn)一步小型化。等離激元光子學(xué)（Plasmonics）,使得在芯片尺度上光電器件的集成成為可能。等離激元光子學(xué)中一個(gè)基本的概念就是表面等離激元（SPPs）,一種沿著界面?zhèn)鞑サ碾姶耪袷?可以在亞波長(zhǎng)尺度操控光。新型等離激元器件的開發(fā)和利用有兩個(gè)重要的趨勢(shì):選擇新穎材料替代傳統(tǒng)材料以及設(shè)計(jì)全新結(jié)構(gòu)。目前,以手性材料（介電手性）作為可選擇的替代材料以及在光學(xué)波段設(shè)計(jì)功能性手性結(jié)構(gòu)（結(jié)構(gòu)手性）的研究都是開放的問題。因此本文將試圖在手性界面基于介電手性以及在超材料中基于結(jié)構(gòu)手性研究手性對(duì)電磁波的影響。對(duì)于介電手性,主要從數(shù)值上分析了手性波導(dǎo)中SPPs的性質(zhì);而對(duì)于結(jié)構(gòu)手性,本文主要從模擬上設(shè)計(jì)一種納米手性超材料,并在實(shí)驗(yàn)上應(yīng)用電場(chǎng)調(diào)控其機(jī)械性質(zhì)從而實(shí)現(xiàn)對(duì)光的動(dòng)態(tài)操控。本文主要... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁(yè)數(shù)】：127 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１沿金屬－電介質(zhì)界面?zhèn)鞑サ模樱校校螅郏怠??Ｆｉｇ．?１－１?Ａｎ?ＳＰＰ?ｐｒｏｐａｇａｔｉｎｇ?ａｌｏｎｇ?ａ?ｍｅｔａｌ－ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ?ｉｎｔｅｒｆａｃｅ＾??

?第１章緒論???—：ｖ＇Ｊ，—??（）ｔ＞ＤＮＡ?Ｒｌ?ｌ－ＤＮＡ??Ｌ－ｐｏｌｙｍｅｒａｓｅ?ｄ－ｐｏｌｙ?ｍｅ?ｒａｓｅ??Ｎａｔｕｒａｌ?ｓｙｓｔｅｍ?＇［?Ｍｉｒｒｏｒ－ｉｍａｇｅ?ｓｙｓｔｅｍ??圖１－６二維（ａ）和三維〖３７】（ｂ）手性體示翥圖??Ｆｉｇ．?１－６?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｓ?ｏｆ?ｔｗｏ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ?（ａ）?ａｎｄ?ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ＾３７１?ｃｈｉｒａｌ?ｂｏｄｉｅｓ??反演，中心反演，四重旋轉(zhuǎn)中心等對(duì)稱元素。因手性體可以甩左右手來表征??：真不對(duì)稱（Ｄｉｓｓｙｍｍｅｔｒｙ）狀態(tài)故又被稱為芋征體。手．性體或結(jié)＿構(gòu)一般是三雒??的，但自喹間操作只限于一個(gè)特定平面時(shí)，手性可退化為（二維；）平面手性??（ＰｌａｎａｒＣｈｉｒａｌｉｔｙ）＾］。從有杏手性結(jié)構(gòu)的角度，光子學(xué)完全可分為手性光子學(xué)??（Ｃｈｉｒａｌ?Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ）和非手性光乎．學(xué)（Ａｃｈｉｒａｌ?Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ）■兩部分。??近年來對(duì)手性的開發(fā)利用漸成為微納光子材料與器件研究的熱點(diǎn)之一，??Ｉｔ大量Ｉｔ）和手性有關(guān)的超材料（Ｍｅｔａｍａｔｅｒｉａｌ）被提出來，尤，其是：美爭(zhēng)ｔ維平??面手性微納光子學(xué)結(jié)構(gòu)的新穎功能材料和器件，如由、平面手性結(jié)構(gòu)構(gòu)成超??原于（Ｍｅｔａ－ａｔｏｍ）單：元陣列或特殊功能的超表：面（Ｍｅｔａ－ｓｕｒｆａｃｅ）［３８］。在一?＿璽：大??理念（；如“負(fù)折射”）的突破與實(shí)現(xiàn)的過程中，常伴有手性的影子＊從開Ｏ環(huán)??（平面手性；）實(shí)現(xiàn)負(fù)折射的驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)［５９］，到實(shí)現(xiàn)介電常數(shù)和磁導(dǎo)率一體雙負(fù)的??瑞士蛋卷結(jié)構(gòu)（；平面手性）的提出過程［４Ｑ］，都使我們清晰地看到了手性在

?第１章緒論???／ＷＪ＼?啡爲(wèi)??＇＂＇＇＇、＾＊＂＇＾＾＾＾＾ｌｉｅｄ＇ｗｉｉｈ?ａ?Ｃｈｉｒａｌ??Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?Ｍａｔｅｒｉａｌ?（ｅ，?（ｉ，。??????（ａ）?（ｂ）??圖１－７手性（ａ）圓形波導(dǎo)關(guān)和（ｂ）平板波導(dǎo)ＰＩ示意圖??Ｆｉｇ．?１－７?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｓ?ｏｆ?ｃｈｉｒａｌ?（ａ）?ｃｉｒｃｕｌａｒ?ｗａｖｅｇｕｉｄｅ１４＾?ａｎｄ?（ｂ）?ｐｌａｎａｒ?ｗａｖｅｇｕｉｄｅ１＾４９１??子器件。手性介質(zhì)與金屬的界面附近發(fā)生的ＳＰＰｓ行為如何？如何利用其構(gòu)建??新型的手性的ＳＰ波導(dǎo)及器件，其模式特性、傳輸特性以及功能如何？實(shí)驗(yàn)??和理論模擬可否有相應(yīng)的體系支撐？此外，結(jié)構(gòu)手性材料的未來發(fā)展趨勢(shì)在??哪？光學(xué)波段可控手性如何設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)？回答這些問題正是本研究的核心。??１．３．２介電手性波導(dǎo)??關(guān)于有手性介質(zhì)填充的平板狀波導(dǎo)傳輸特性的研究可以追溯到上世紀(jì)??八十年代末［４４４６］０此外，除了最簡(jiǎn)單的平板結(jié)構(gòu)，科學(xué)家們還相繼研究了圓??狀手性波導(dǎo)、開放式波導(dǎo)結(jié)構(gòu)、帶有損耗的手性波導(dǎo)、雙各向異性手性波導(dǎo)??等等ｍ（大量這些方面的文獻(xiàn)可參考此書）。??１９９０年農(nóng)：國(guó)＿賓夕法尼亞大學(xué)的Ｎａｄｅｒ?Ｅｎｇｈｅｔａ課題組給出了對(duì)護(hù)手性擴(kuò)形??波導(dǎo)以及平板波導(dǎo)的完塵理論［４８］，如圖１－７?（ａ）所示，奠定了手性波導(dǎo)領(lǐng)域的??馨矗１９９６年依舊是賓夕法尼亞＇大學(xué)的Ｆｌｏｏｄ等人研究了介電對(duì)稱各向同牲??芋性平板波導(dǎo)的色散關(guān)系［４９］，如圖１－７?（ｂ）所示。此外，２００１年Ｈｅｒｍａｎ理論推??到了―性平板波導(dǎo)中模式的偏振特性［５°］。２０〇７年Ｃｈｅｎｇｗｅｉ?Ｑｉｕ＿等


本文編號(hào)：3517263