基于米氏散射機(jī)制的全介質(zhì)超材料不存在歐姆損耗,其在可見光波段的效率可達(dá)到90%以上。在可見光波段,二氧化鈦由于其折射率實(shí)部n大,虛部k小,幾乎為零,與光波耦合作用強(qiáng),可輕易達(dá)到2π相位延遲,實(shí)現(xiàn)對(duì)光波波前的完全調(diào)控,并且保持高效率,理論上可達(dá)100%,因此二氧化鈦超表面擁有非常廣泛使用價(jià)值。超透鏡是超表面的一種應(yīng)用形式,其工作機(jī)制與傳統(tǒng)透鏡不同,其相位是瞬變的,通過天線排布,得到滿足需要的相位分布。本文采用二氧化鈦全介質(zhì)材料,制備兩種不同的超透鏡,工作波長(zhǎng)為532 nm,組合成超透鏡組,通過調(diào)整透鏡之間的距離和入射光的性質(zhì),可以實(shí)現(xiàn)手機(jī)鏡頭、顯微鏡和伽利略望遠(yuǎn)鏡三種功能。為了對(duì)光波波前實(shí)現(xiàn)完全調(diào)控,必須滿足相位0-2π的完全覆蓋,同時(shí)為了消除第一個(gè)超透鏡（物鏡）成像對(duì)第二個(gè)超透鏡（目鏡）成像的影響,本文應(yīng)用兩種基本結(jié)構(gòu):納米圓柱和納米方塊。通過對(duì)基礎(chǔ)理論的理解與研究,采用二氧化硅基底+二氧化鈦天線作為基本單元,利用麥克斯方程求解軟件進(jìn)行仿真,設(shè)置合適的光學(xué)參數(shù)和幾何參數(shù),例如折射率,周期,厚度,納米圓柱的厚度,納米方塊的長(zhǎng)度等,得到透射率均高90%,相位覆蓋2π的基本結(jié)構(gòu)。根據(jù)超透鏡相... 

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徑向和方位偏振光超透鏡[38]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4-變Z軸上多個(gè)焦點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)占比。同時(shí)，通過采用損耗更低的材料，可以提高超透鏡的聚焦效率。圖1-1徑向和方位偏振光超透鏡[38]圖1-2縱向多焦點(diǎn)超透鏡[39]2016年3月，Ho-SeokEeandRiteshAgarwal成功設(shè)計(jì)并制備了依靠柔性基底可調(diào)控超表面和平面光學(xué)變焦鏡頭[40]，如圖1-3。在柔性PDMS基底上制備Au納米方塊天線，通過機(jī)械拉伸基底，逐漸改變基本結(jié)構(gòu)的周期（一個(gè)納米天線對(duì)應(yīng)一個(gè)周期），在可見光波段實(shí)現(xiàn)波前的連續(xù)調(diào)控，實(shí)現(xiàn)變焦的目的。在波長(zhǎng)為632.8nm，通過拉伸柔性基底，使其變形30%，異常反射角度可從11.4°改變到14.9°。設(shè)計(jì)并制備了可放大1.7倍的超薄變焦鏡頭，焦距可在150微米到250微米任意改變�？勺兘钩哥R在集成光學(xué)，光通信，生物科學(xué)，可穿戴器件方面有著廣泛的應(yīng)用。

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-5-圖1-3柔性基底可變焦超透鏡[40]2016年10月，Cappaso等人成功制備了在可見光波段偏振不依賴的超透鏡[41]，如圖1-4。由于圓柱具有對(duì)稱性，通過改變圓柱的直徑，可獲得需要的相位分布而不改變?nèi)肷涔獾钠駪B(tài)。利用圓柱形納米天線，針對(duì)紅光λ=660nm，綠光λ=532nm，藍(lán)光λ=405nm，三個(gè)可見光波段，設(shè)計(jì)并制備了數(shù)值孔徑分別為0.85和0.6的超透鏡，效率高達(dá)60%和90%，獲得對(duì)稱性好，尺寸接近衍射極限的焦點(diǎn)，具有高精度的成像能力。對(duì)美國(guó)空軍分辨率板進(jìn)行觀察，可清晰看到2.2μm的線寬和4.4μm的中心距離。超透鏡可分辨距離為μm級(jí)。入射光波長(zhǎng)從490nm至650nm范圍改變，超透鏡的放大倍率可從260倍到337倍范圍變化，具有寬譜工作性質(zhì)。超透鏡可采用單步光刻和大規(guī)模制備工藝制備，預(yù)示著超透鏡在成像和光譜學(xué)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景。·圖1-4可見光波段偏振不依賴的超透鏡[41]2017年1月，Khorasaninejad等人成功制備了可見光波段帶寬超過60nm的消色差透鏡（AML）和具有反向色差的超透鏡[42]，如圖1-5。這是通過介電

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Tunable near-infrared plasmonic perfect absorber based on phase-change materials[J]. Yiguo Chen,Xiong Li,Xiangang Luo,Stefan A.Maier,Minghui Hong.  Photonics Research. 2015(03)
[2]表面等離子體亞波長(zhǎng)光學(xué)原理和新穎效應(yīng)[J]. 顧本源.  物理. 2007(04)



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