電磁超材料為人工構造的亞波長周期性陣列結構,因擁有自然界材料不具備的電磁特性成為研究熱點。電磁超表面的偏振調控在顯示、光通訊、醫(yī)學、生物學、傳感和光譜學等方面有重要的應用前景。本文研究了超表面對電磁波的偏振調控特性,包括圓二色性、圓轉換二向色性、非對稱透射特性、偏振轉換特性、相位調制特性等。本文的具體內容如下:基于位移電流的介質陣列可以實現與金屬微結構類似的電磁響應,而且損耗較低。利用惠更斯原理構建了基于雙層硅棒陣列的級聯惠更斯表面,通過旋轉底層硅棒打破了級聯惠更斯表面在光傳播方向的對稱性,在1.3-1.7μm實現了高效、寬帶的透射式圓二色性、圓轉換二向色性和反射式圓轉換二向色性等手性。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]應用的可行性,進一步優(yōu)化結構參數獲得了以二氧化硅支撐的雙層硅棒陣列。利用級聯惠更斯表面的手性在光通訊波段實現了高效的偏振識別和偏振濾波。除了旋轉層間角可以打破微結構體系對稱性,斜入射電磁波也可打破對稱結構的體系對稱性。利用斜入射的圓偏振波激發(fā)了對稱硅棒陣列中不同強度的電、磁偶極子共振模式,實現了高效、雙帶的非對稱透射特性,...

【文章頁數】：131 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

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

哈爾濱工業(yè)大學理學博士學位論文呈周期性排布的金棒陣列結構，在微波波年，J.B.Pendry等人又提出了呈周期性排效磁導率[19]。2000年，美國加州大學的礎上將開口環(huán)和金屬線結合，在實驗上成后，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(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構中的傳導電流，因此介質超材料不僅的問題，還簡化了結構單元的形狀。近幾年來，介質超材料因其、磁響應和不....

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

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

圖1-4利用手性超材料實現負折射

很多三維的手性結構實現了負折射[45,46]。2009年，ShuangZhang等人利用如圖1-4(b)所示的三維手性陣列結構在實驗上證明了太赫茲波段的負折射現象[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