【摘要】：光波的調制在通信、成像、輻射等應用方面具有極高的學術和應用價值。超表面,被視為二維的超材料,集成度高,從出現(xiàn)至今一直受到極大的關注。超表面能夠在亞波長尺度內實現(xiàn)對光的相位、振幅和偏振的調制。廣義散射定律的出現(xiàn),使得超表面設計靈活。從N.F.,Yu等人在2011年首次提出超表面概念至今,高效率的反射陣射陣和透射陣超表面已被提出并通過實驗驗證。反射陣超表面顯著的特點是結構的底層一定是厚厚的金屬層,其作用在于使得透射率為零,反射率較高。透射陣超表面顯著的特點是結構中只由無損的電介質材料構成,不存在金屬材料。根據(jù)超表面在亞波長尺度內的光調制能力,已經(jīng)實現(xiàn)平面光學元件,像是平面透鏡、四分之一波片以及光偏轉器等。本文中基于廣義透射定律,于532nm的入射波長處實現(xiàn)了高效率的異常透射現(xiàn)象,且根據(jù)超表面中設置的相位梯度不同,實現(xiàn)了三種不同的異常透射現(xiàn)象,異常透射角分別為33.7o、21.7o以及16o,透射率全部大于85%。且在設置相位差為90o時,通過不同的單元結構組合實現(xiàn)了相同的異常透射現(xiàn)象,證明了超表面在光調制中十分方便和高效。吸收器作為超表面的重要應用之一,在熱發(fā)射器和太陽能等領域具有重要應用價值。使用Au進行了吸收器的設計,通過掃描確定了不同幾何參數(shù)對吸收率的影響,并最終實現(xiàn)了在紫外和可見光波段的高效率吸收器,通過電場分析確定了表面等離激元的激發(fā)。在之前關于分束器的研究中多是采用反射陣超表面實現(xiàn)的,且多集中于對近紅外波段。我們利用了具有偏振敏感性的透射陣超表面實現(xiàn)在可見光波段的分束器,并且此分束器可以應用為高性能的折射率傳感器。根據(jù)結構的旋轉對稱性,我們的分束器能對X偏振和Y偏振入射光實現(xiàn)可選的散射方向。利用透射陣超表面進行折射率傳感器的設計,需要在一定折射率范圍內實現(xiàn)透射譜或者反射譜中諧振峰的位移。根據(jù)旋轉對稱性,我們實現(xiàn)的分束器能夠對X偏振或Y偏振入射光實現(xiàn)可選擇的散射方向。我們的折射率傳感器可以檢測折射率從1.30到1.39的變化,且具備高達92333的FOM*數(shù)值。
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O436;TB34
【圖文】：

天線陣列模型圖

廣義散射定理[19]

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本文編號：2714435