本文關(guān)鍵詞：納米結(jié)構(gòu)表面等離子體的近場(chǎng)光學(xué)特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：表面等離子體是金屬中自由電子與入射光相互作用形成的一種表面電磁波。在金屬與介質(zhì)的交界處產(chǎn)生了表面等離子體激元,從而引起了表面等離子體電場(chǎng)增強(qiáng)。基于表面等離子體的各種納米光學(xué)器件突破了傳統(tǒng)的衍射極限,在全光路集成領(lǐng)域具備了潛在的前景。納米結(jié)構(gòu)的表面等離子體近場(chǎng)特性,能夠產(chǎn)生一些奇特的物理現(xiàn)象。關(guān)于表面等離子體的研究已經(jīng)在傳感器、光太陽(yáng)能電池、表面等離子體波導(dǎo)等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。 本文從理論上分析了表面等離子體的物理特性,數(shù)值仿真納米光學(xué)天線和納米顆粒的近場(chǎng)光學(xué)特性。通過(guò)構(gòu)造不同的參數(shù)研究了納米金屬顆粒的光學(xué)特性,得出了表面等離子體共振的重要物理機(jī)制和一些特殊的物理光學(xué)現(xiàn)象。論文的工作內(nèi)容主要包括以下幾個(gè)方面： (1)本文理論研究了表面等離子體的納米光學(xué)天線近場(chǎng)光學(xué)特性。分析了一種新型的光學(xué)天線即背射天線的光學(xué)性能。與傳統(tǒng)的光學(xué)八木天線相比,背射天線的方向系數(shù)提高了1.95倍,這表明背射天線能更有效的接收與發(fā)射電磁波。通過(guò)調(diào)整天線的尺寸,優(yōu)化了背射天線的光學(xué)性能,提高了天線的方向系數(shù),得到了最優(yōu)化的背射天線參數(shù)數(shù)值。最后,在光學(xué)背射天線的基礎(chǔ)上,研究了另一種傾斜型光學(xué)背射天線,得出對(duì)于不同個(gè)數(shù)引向器的傾斜型背射天線,背射光學(xué)天線有一個(gè)最優(yōu)化的傾斜角度。 (2)本文研究了表面等離子體金屬納米顆粒的近場(chǎng)光學(xué)特性。基底的存在對(duì)于表面等離子體共振特性有顯著的影響。與前人工作不同,我們采用具有周期結(jié)構(gòu)的布拉格反射鏡作為基底。由于入射光的相干干涉,周期結(jié)構(gòu)基底對(duì)于納米顆粒的等離子體共振具有影響。我們理論研究了金屬納米顆粒的光學(xué)特性,如散射頻譜、吸收頻譜、電場(chǎng)增強(qiáng)幅度。仿真了金屬納米顆粒的形狀、尺寸、納米顆粒的間距以及基底周期數(shù)目等參數(shù)變化對(duì)納米顆粒表面等離子體共振的影響。 總之,本文采用有限元法仿真建模,對(duì)基于表面等離子體的納米顆粒近場(chǎng)特性進(jìn)行了理論研究,這對(duì)于探索新型集成化、微型的納米光學(xué)器件具有重要的理論意義。
【關(guān)鍵詞】：表面等離子體共振 有限元法 納米結(jié)構(gòu) 近場(chǎng)光學(xué)
【學(xué)位授予單位】：北京郵電大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB383.1;TN820
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-8
• 目錄8-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 表面等離子體10-18
• 1.1.1 表面等離子體研究背景10-12
• 1.1.2 表面等離子體研究特性12-14
• 1.1.3 表面等離子體研究熱點(diǎn)及應(yīng)用14-17
• 1.1.4 表面等離子體近場(chǎng)光學(xué)特性17-18
• 1.2 本論文的研究目的和意義18-19
• 1.3 論文內(nèi)容安排19-20
• 第二章 有限元方法理論與軟件20-27
• 2.1 仿真設(shè)計(jì)工作的意義20-21
• 2.2 數(shù)值仿真方法21-22
• 2.3 COMSOLMultiphysics軟件的介紹及配置流程22-25
• 2.4 本章小結(jié)25-27
• 第三章 納米光學(xué)天線近場(chǎng)特性的研究27-38
• 3.1 背射天線有限元仿真與計(jì)算27-31
• 3.1.1 光學(xué)天線背景及原理27-28
• 3.1.2 八木天線與背射天線模型28-30
• 3.1.3 背射天線計(jì)算方法30-31
• 3.2 背射天線仿真結(jié)果與分析31-35
• 3.2.1 背射天線與八木天線方向圖結(jié)果與分析31-33
• 3.2.2 背射天線方向性系數(shù)結(jié)果與分析33-35
• 3.3 傾斜型背射天線仿真結(jié)果與分析35-37
• 3.3.1 傾斜型背射天線原理與模型35
• 3.3.2 背射天線方向性系數(shù)結(jié)果與分析35-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 第四章 周期結(jié)構(gòu)金屬顆粒近場(chǎng)光學(xué)特性的研究38-49
• 4.1 結(jié)構(gòu)模型38-40
• 4.2 仿真計(jì)算方法40
• 4.3 仿真結(jié)果40-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 第五章 總結(jié)與展望49-51
• 參考文獻(xiàn)51-55
• 致謝55-57
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表或已錄用的學(xué)術(shù)論文57

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 唐永新,楊華,郭繼華,吳念樂(lè),李師群;表面等離子體激光Q開(kāi)關(guān)原理研究[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2001年07期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 劉炳燦;表面等離激元非線性調(diào)控的基礎(chǔ)研究[D];北京郵電大學(xué);2011年

  本文關(guān)鍵詞：納米結(jié)構(gòu)表面等離子體的近場(chǎng)光學(xué)特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：375542