具有特異電磁性質(zhì)的超材料逐漸成為了研究熱點,其研究重點已從最初的左手材料,逐漸轉(zhuǎn)移至雙曲超材料(Hyperbolic metamaterials,HMMs)。此外,近年來由于石墨烯材料尺寸極小、損耗低,在太赫茲到近紅外波段能夠表現(xiàn)出良好的金屬特性且具有較好的光學(xué)響應(yīng),改變其化學(xué)勢或外加偏置電壓能夠調(diào)節(jié)石墨烯的光學(xué)性質(zhì),因而用石墨烯代替金屬組成雙曲超材料,能夠拓展雙曲超材料適用波段范圍,提高結(jié)構(gòu)集成度從而使得雙曲超材料更具可調(diào)諧性。因此關(guān)于石墨烯-電介質(zhì)雙曲超材料(Graphene-Dielectric Multilayered Hyperbolic metamaterials,GDM HMMs)的研究具有十分重要的意義。亞波長聚焦的特殊性質(zhì)具備廣泛的應(yīng)用,而柱矢量光束(Cylindrical Vector Beams,CVBs)具有獨特的光場和偏振分布,在亞波長聚焦方面成為重點研究對象。截止目前,關(guān)于已經(jīng)提出的許多不同關(guān)于柱矢量光束的調(diào)控方法都存在一定的局限性:傳統(tǒng)透鏡實現(xiàn)更加緊致的聚焦存在困難,而等離激元透鏡無法對兩個正交的偏振態(tài)同時實現(xiàn)聚焦。此外,近年來有關(guān)聚焦方面的工作多集中于光...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
專用術(shù)語注釋表
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 雙曲超材料基本概念及研究進展
        1.2.1 雙曲超材料的概念
        1.2.2 雙曲超材料的研究進展
    1.3 有限元算法簡介
    1.4 本文主要內(nèi)容
第二章 相關(guān)背景知識介紹
    2.1 石墨烯光學(xué)參數(shù)模型及其制備
        2.1.1 石墨烯的參數(shù)模型
        2.1.2 石墨烯的實驗制備
    2.2 柱矢量光束
        2.2.1 CVBs的概念
        2.2.2 CVBs的產(chǎn)生方法
    2.3 兩種柱矢量光束聚焦人工微結(jié)構(gòu)
        2.3.1 一維光子晶體平凹鏡對柱矢量光束的聚焦
        2.3.2 全介質(zhì)光柵軸棱鏡對柱矢量光束的聚焦
    2.4 本章小結(jié)
第三章 雙曲超材料光學(xué)特性
    3.1 GDM HMMs雙曲色散特性
        3.1.1 等效媒質(zhì)理論
        3.1.2 石墨烯-電介質(zhì)雙曲超材料的雙曲色散特性
    3.2 傳輸矩陣法計算透射譜
        3.2.1 傳輸矩陣法
        3.2.2 GDM HMMs中的傳輸矩陣法優(yōu)化及透射譜
    3.3 不同厚度GDM HMMs透射譜的類F-P腔分析
    3.4 本章小結(jié)
第四章 基于GDM HMMs的柱矢量光束聚焦
    4.1 GDM HMMs結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化
    4.2 等效媒質(zhì)法在GDM HMMs中的有效性
    4.3 基于GDM HMMs柱矢量光束聚焦透鏡的結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.3.1 添加出射光柵實現(xiàn)光束的透射
        4.3.2 柱矢量光束的聚焦特性研究及器件設(shè)計
    4.4 本章小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 工作總結(jié)
    5.2 進一步研究展望
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間撰寫的論文
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間申請的專利
附錄3 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目
致謝



本文編號：3750978