【摘要】：超材料是一種人工合成的復合材料,它具有自然界中材料所不具備的超常物理性質(zhì)。隨著人們對超材料的深入研究,它的概念得到了擴展,研究重點也從超材料的基本特性發(fā)展到它的應用上。本文主要研究了金屬開口諧振環(huán)(SRR)與金屬納米線結構的基本特性和應用。首先,我們研究了金屬開口諧振環(huán)(SRR)結構在入射電磁波作用下的電磁響應特性。接著,我們研究了影響SRR諧振特性的因素,包括單元結構尺寸、單元之間的相互作用以及周圍介質(zhì)環(huán)境三方面。其次,我們基于SRR結構,用外加偏壓法實現(xiàn)了超材料諧振特性的調(diào)控,反偏電壓從0V變化到-8V時,諧振波長偏移約250nm。此外,我們還提出一種新的調(diào)控方式,通過改變?nèi)肷涔獾钠穹较騺砀淖僑RR的諧振波長,不需要外加激勵源。這種新的調(diào)控方式是作用在對偏振光更加敏感的雙開口金屬諧振環(huán)(SRR)結構上,當偏振角改變60°時,諧振波長偏移約150nm。本文中我們還研究了雙開口SRR與金屬納米線兩種結構偏振特性的應用。首先,研究表明這種雙開口SRR結構只允許特定偏振方向的光透過,而阻擋與之正交方向的偏振分量,因此可以用作偏振選擇器。其次,我們針對金屬納米線結構主要研究了兩方面的應用,分別為可編碼超材料和顯示可控超材料。根據(jù)金屬納米線兩種不同的排布方式可以編碼為“0”碼和“1”碼,再根據(jù)透射光強度差異對其進行解碼。把這種結構用于顯示時,由于不同的排布方式對入射光的透過率不同,因此可以得到相應位置的亮暗顯示,并且通過改變?nèi)肷涔獾钠穹较蚩梢宰儞Q顯示狀態(tài)。
[Abstract]:Metamaterial is a kind of synthetic composite material, which has supernormal physical properties which are not found in nature. With the further study of metamaterials, the concept of metamaterials has been expanded, and the research emphasis has also developed from the basic characteristics of metamaterials to its applications. In this paper, the basic characteristics and applications of metal open resonant ring (SRR) and metal nanowire structure are studied. First, we study the electromagnetic response of metal open resonant ring (SRR) structure under the action of incident electromagnetic wave. Then, we study the factors that affect the resonant characteristics of SRR, including the size of the element structure, the interaction between the elements and the surrounding media environment. Secondly, based on the SRR structure, the resonant characteristics of the supermaterial are regulated by the external bias method. When the reverse bias voltage changes from 0 V to -8 V, the resonant wavelength shifts about 250 nm. In addition, we propose a new way to change the resonant wavelength of the SRR by changing the polarization direction of the incident light without the need of an external excitation source. The new control method is applied to the (SRR) structure of the double open metal resonant ring, which is more sensitive to polarized light. When the polarization angle is changed 60 擄, the resonant wavelength deviates about 150 nm. In this paper, we also study the application of polarization characteristics of double open SRR and metal nanowires. Firstly, it is shown that the dual-open SRR structure can only allow light in a specific polarization direction and block the polarization component in the orthogonal direction, so it can be used as a polarization selector. Secondly, we mainly study the applications of two kinds of metal nanowire structures, namely, the coding supermaterial and the display controllable supermaterial. According to two different arrangement modes of metal nanowires, they can be encoded as "0" code and "1" code, and then decoded according to the intensity difference of transmitted light. When the structure is used for display, the different arrangement modes have different transmittance of incident light, so we can get the light and dark display at the corresponding position, and the display state can be changed by changing the polarization direction of the incident light.
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TB33

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本文編號：2193892