隨著中紅外源和探測器技術(shù)的成熟和2.5μm—25μm的中紅外波段超短脈沖激光在對該波段特殊吸收特性的半導(dǎo)體和聚合物材料加工方面具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。中紅外波段廣泛應(yīng)用在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)、軍事、醫(yī)學(xué)、科研等領(lǐng)域,例如分子含量的鑒別,自由空間通信、紅外泵浦探測光譜和遙感等,使紅外波器件也備受學(xué)術(shù)科研界關(guān)注。本文主要利用線性傳遞矩陣的理論方法和COMSOL軟件仿真模擬的方法,設(shè)計(jì)了金屬石墨烯的可調(diào)超表面和離子晶體超表面的中紅外波器件,研究了吸收、透射特性和光場分布,期待對未來的中紅外波器件的設(shè)計(jì)加工提供可行的設(shè)計(jì)方案。主要內(nèi)容如下:1.基于石墨烯條帶、金屬圖層和電介質(zhì)構(gòu)成的可調(diào)超表面,設(shè)計(jì)了電介質(zhì)/石墨烯和金屬圖案層/電介質(zhì)電可調(diào)中紅外濾波器和窄帶吸收體。利用金屬介電函數(shù)隨入射電磁波頻率變化和外加門電壓調(diào)控石墨烯條帶的電導(dǎo)率等特點(diǎn),分析各參數(shù)對透射率和吸收率的影響。TM波入射此超表面,計(jì)算石墨烯條帶的費(fèi)米能級由變化對應(yīng)的透射譜,接著研究TE波入射結(jié)構(gòu)中的吸收譜,再通過石墨烯和金屬圖案層的電場分布特點(diǎn),和施加在石墨烯條帶上的電壓對圖案層表面電場的影響。通過改變各結(jié)構(gòu)層厚度、圖案層大小和入射角...

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

圖1-1(a)石墨烯條帶吸收超表面結(jié)構(gòu)圖(b)結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖[40]

圖1-2費(fèi)米能級為0.5eV，不同石墨烯條帶對應(yīng)的吸收率和峰值處電場截面圖[40]

圖1-3（a）孔型石墨烯圖案的偏振器結(jié)構(gòu)（b）貼片型石墨烯圖案的偏振器結(jié)構(gòu)（c）兩種偏振器x、y方向上的相位角（d）兩種偏振器x、y方向上振幅和偏振保持率[43]

圖1-4（a）-（e）孔型石墨烯超表面在不同費(fèi)米能級的PMR光譜

本文編號：3888905