表面等離子（SPs）是一種電磁表面波,它是當(dāng)入射電磁波中光子與金屬和類金屬材料表面的自由電子的頻率相匹配時(shí)而產(chǎn)生�；赟Ps的吸收器近些年逐漸成為科學(xué)家們研究的熱點(diǎn),其中包括紅外波段電磁波吸收器的研究。本文最先闡述了一些有關(guān)表面等離激元的基本概念與特性,以及近些年來(lái)關(guān)于吸收器尤其是紅外線吸收器的一些發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用。并由此設(shè)計(jì)了兩種把磷化銦（InP）,砷化銦（InAs）和銻化銦（InSb）三種材料放在一起的紅外線吸收器。研究過(guò)程中的數(shù)值模擬方法用到了頻域有限差分法（FDFD）,對(duì)它們?cè)诩t外波段的吸收性能進(jìn)行探究。具體研究?jī)?nèi)容如下:（1）設(shè)計(jì)了一種基于InP、InAs和InSb材料的槽深線性漸變的光柵型紅外線寬帶吸收器。此吸收器是在底部為銀基底的InSb中,等距離挖出凹槽,并依次在凹槽內(nèi)壁涂覆InAs和InP材料而構(gòu)成。利用FDFD方法不斷優(yōu)化吸收效果,在28⁷5μm波長(zhǎng)范圍以及0⁸0^o范圍內(nèi),對(duì)92%以上的入射紅外線進(jìn)行完美吸收。研究了當(dāng)吸收器的各個(gè)幾何參數(shù)變化時(shí)對(duì)吸收效果的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)只有凹槽個(gè)數(shù)的變化對(duì)吸收率的影響較... 

【文章來(lái)源】：山西大學(xué)山西省

【文章頁(yè)數(shù)】：51 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

（a）實(shí)現(xiàn)對(duì)微波波段的吸收器結(jié)構(gòu)（b）實(shí)現(xiàn)對(duì)太赫茲波段的吸收器結(jié)構(gòu)（c）實(shí)現(xiàn)對(duì)可見(jiàn)光波段的吸收器結(jié)構(gòu)

基于 InP、InAs 和 InSb 材料的紅外線吸收器研究2(a)所示[34]。吸收器結(jié)構(gòu)整體以 Al2O3為基底，上再將以金屬 Ti 為基底疊加金屬 Au 的 U 型開(kāi)口收器總體厚度為 185nm，利用電磁阻抗匹配實(shí)現(xiàn)高效吸收以及半峰全寬為 1607nm 的寬帶吸收率，收器還研究了入射電磁波的傾斜角度對(duì)吸收效果紅外波都可以實(shí)現(xiàn) 70%以上的吸收效果，如圖 1

5(b)1.3 (a)中紅外吸收器結(jié)構(gòu)示意圖（b）吸收性能隨角度變化圖（c）結(jié)構(gòu)尺寸對(duì)吸收效果影由于在環(huán)境遙感探測(cè)[56]、炸藥探測(cè)[57]等方面主要應(yīng)用的是遠(yuǎn)紅外線吸收器，對(duì)于遠(yuǎn)紅外波段的吸收性能研究成為一個(gè)熱點(diǎn)。早在 1993 年，D. J. Advena 等設(shè)計(jì)了一種通過(guò)將金黑膜(gold black films)沉積在高反射率的金屬表面而形成的外線吸收器，實(shí)現(xiàn) 0.2~50μm 波長(zhǎng)范圍內(nèi)良好的吸收特性[38]，如圖 1.4(a)。隨后 2 C. Ye 等人又設(shè)計(jì)了一種基于單層石墨烯-電介質(zhì)光柵-金屬襯底的一維光柵型遠(yuǎn)線吸收器，可以在 28.74THz 頻率處完成高達(dá) 99.94%的吸收效果[39]，如圖 1.4(17 年，R. Parvaz 等設(shè)計(jì)了一種基于金屬圓環(huán)-石墨烯絲帶-電介質(zhì)-金屬襯底的二柵型遠(yuǎn)紅外吸收器，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)紅外波段內(nèi)存在至少五個(gè)單窄帶吸收峰的性能。并過(guò)改變結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以在 0~75o入射角范圍內(nèi)達(dá)到較高的吸收率[40]，如圖 1.4(

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]銀納米線表面等離子體激元導(dǎo)光的研究[J]. 張旭,吳禹,仝旋,許孝芳,呂柳.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[2]納米結(jié)構(gòu)金屬表面的近場(chǎng)電勢(shì)分布[J]. 游榮義,黃曉菁.  計(jì)算物理. 2013(04)
[3]InP襯底上GaInAsSb的液相外延生長(zhǎng)及其性質(zhì)的研究[J]. 龔秀英,K.S.Lchner,P.Zwicknagl,E.Bauser.  發(fā)光學(xué)報(bào). 1987(03)

碩士論文
[1]低色散低損耗表面等離子體慢光波導(dǎo)的理論研究[D]. 韓博.上海交通大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3609322