電磁超材料為人工構(gòu)造的亞波長周期性陣列結(jié)構(gòu),因擁有自然界材料不具備的電磁特性成為研究熱點(diǎn)。電磁超表面的偏振調(diào)控在顯示、光通訊、醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、傳感和光譜學(xué)等方面有重要的應(yīng)用前景。本文研究了超表面對電磁波的偏振調(diào)控特性,包括圓二色性、圓轉(zhuǎn)換二向色性、非對稱透射特性、偏振轉(zhuǎn)換特性、相位調(diào)制特性等。本文的具體內(nèi)容如下:基于位移電流的介質(zhì)陣列可以實(shí)現(xiàn)與金屬微結(jié)構(gòu)類似的電磁響應(yīng),而且損耗較低。利用惠更斯原理構(gòu)建了基于雙層硅棒陣列的級聯(lián)惠更斯表面,通過旋轉(zhuǎn)底層硅棒打破了級聯(lián)惠更斯表面在光傳播方向的對稱性,在1.3-1.7μm實(shí)現(xiàn)了高效、寬帶的透射式圓二色性、圓轉(zhuǎn)換二向色性和反射式圓轉(zhuǎn)換二向色性等手性。提出了電、磁偶極子輻射場的相干模型,分析了電、磁偶極子共振對偏振選擇性的作用�？紤]應(yīng)用的可行性,進(jìn)一步優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)獲得了以二氧化硅支撐的雙層硅棒陣列。利用級聯(lián)惠更斯表面的手性在光通訊波段實(shí)現(xiàn)了高效的偏振識別和偏振濾波。除了旋轉(zhuǎn)層間角可以打破微結(jié)構(gòu)體系對稱性,斜入射電磁波也可打破對稱結(jié)構(gòu)的體系對稱性。利用斜入射的圓偏振波激發(fā)了對稱硅棒陣列中不同強(qiáng)度的電、磁偶極子共振模式,實(shí)現(xiàn)了高效、雙帶的非對稱透射特性,...

【文章頁數(shù)】：131 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1-1在微波波段由開口金屬環(huán)和金屬線構(gòu)成的負(fù)折射電磁超材料[5]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)博士學(xué)位論文呈周期性排布的金棒陣列結(jié)構(gòu)，在微波波年，J.B.Pendry等人又提出了呈周期性排效磁導(dǎo)率[19]。2000年，美國加州大學(xué)的礎(chǔ)上將開口環(huán)和金屬線結(jié)合，在實(shí)驗(yàn)上成后，D.R.Smith等人通過集成電路壓印技維超材料[5]。2003年，....

圖1-2激發(fā)磁偶極子共振時(shí)(a)金屬開口環(huán)粒子和(b)硅球納米粒子的電場和磁場分布

第1章緒論子內(nèi)呈環(huán)形的電場和平行的局域磁場(圖1-3(a),(c))，激發(fā)電偶粒子內(nèi)呈平行的局域電場和環(huán)形的磁場(圖1-3(b),(d))。由于介移電流取代了金屬微結(jié)構(gòu)中的傳導(dǎo)電流，因此介質(zhì)超材料不僅的問題，還簡化了結(jié)構(gòu)單元的形狀。近幾年來，介質(zhì)超材料因其、磁響應(yīng)和不....

圖1-3磁偶極子共振時(shí)介質(zhì)粒子內(nèi)部的電場(a)和(c)磁場分布，電偶極子共振時(shí)介質(zhì)粒子內(nèi)部的電場(b)和(d)磁場分布

子內(nèi)呈環(huán)形的電場和平行的局域磁場(圖1-3(a),(c))，激發(fā)電偶極粒子內(nèi)呈平行的局域電場和環(huán)形的磁場(圖1-3(b),(d))。由于介質(zhì)移電流取代了金屬微結(jié)構(gòu)中的傳導(dǎo)電流，因此介質(zhì)超材料不僅不的問題，還簡化了結(jié)構(gòu)單元的形狀。近幾年來，介質(zhì)超材料因其損、磁響應(yīng)和不易受外界因....

圖1-4利用手性超材料實(shí)現(xiàn)負(fù)折射

很多三維的手性結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了負(fù)折射[45,46]。2009年，ShuangZhang等人利用如圖1-4(b)所示的三維手性陣列結(jié)構(gòu)在實(shí)驗(yàn)上證明了太赫茲波段的負(fù)折射現(xiàn)象[47]。2003年，T.Vallius和A.Papakostas等人在如圖1-5(a)所示的“卍....

本文編號：3953578