隨著納米光子學(xué)的不斷發(fā)展,人類得以在微納米尺度調(diào)控光與物質(zhì)的相互作用,使得入射到物體表面的光波實(shí)現(xiàn)特殊的反射、透射、吸收、散射等特性。二元光學(xué)、光子晶體、超材料、拓?fù)洳牧系雀魇叫路f的結(jié)構(gòu)大大豐富了調(diào)控手段,催生了一大批新穎的光學(xué)功能器件。包括寬帶吸收器件、結(jié)構(gòu)色器件、光學(xué)隱身器件、光學(xué)異常折射器件等在內(nèi)的眾多器件,使得人們可以用前所未有的方式對(duì)光波在內(nèi)的電磁波進(jìn)行任意調(diào)控。本文中,我們研究了利用微結(jié)構(gòu)對(duì)光波進(jìn)行調(diào)控,主要包括寬帶吸收材料及其輻射散熱性質(zhì)、單片集成的結(jié)構(gòu)色器件以及動(dòng)態(tài)可調(diào)的透射式結(jié)構(gòu)色器件三個(gè)方面。首先,基于碳基材料,我們提出了一種制備寬帶吸收材料的新工藝——自掩膜刻蝕效應(yīng)。利用該效應(yīng),我們?cè)谄胀ǖ膲嚎s石墨板上制備了直徑百納米的納米針結(jié)構(gòu)�？刂瓶涛g工藝,我們可以控制納米針結(jié)構(gòu)的高度,進(jìn)而控制器件的吸收特性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該器件在400 nm-10 μm波段都可以實(shí)現(xiàn)大于99%的吸收率。同樣的,我們?cè)谌嵝允ど弦仓苽淞思{米針結(jié)構(gòu),該器件在400 nm-15 μm可以實(shí)現(xiàn)99%的吸收率。同時(shí),實(shí)驗(yàn)測(cè)得該器件的導(dǎo)熱率高達(dá)630 Wm-1K-1。我們還測(cè)試了該器件的輻射散熱效果...

【文章頁(yè)數(shù)】：121 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
縮寫和符號(hào)清單
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 光吸收(輻射)器件及應(yīng)用
        1.2.1 吸收(輻射)器件的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 吸收(輻射)器件在太陽(yáng)能方面的應(yīng)用
        1.2.3 吸收(輻射)器件在熱管理方面的應(yīng)用
    1.3 結(jié)構(gòu)色器件
    1.4 研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新點(diǎn)
        1.4.1 主要內(nèi)容
        1.4.2 創(chuàng)新點(diǎn)
2 吸收體與結(jié)構(gòu)色器件的研究方法
    2.1 理論基礎(chǔ)
        2.1.1 黑體輻射
        2.1.2 液晶
    2.2 數(shù)值仿真方法
        2.2.1 FDTD算法
        2.2.2 法布里-珀羅腔
        2.2.3 顏色計(jì)算
    2.3 工藝制備方法
        2.3.1 薄膜工藝
        2.3.2 圖案化工藝
    2.4 測(cè)試方法
    2.5 本章小結(jié)
3 石墨納米針寬帶光吸收器件
    3.1 引言
    3.2 器件制備與表征
        3.2.1 器件制備
        3.2.2 形貌表征
        3.2.3 反射率測(cè)試
    3.3 原理分析
    3.4 本章小結(jié)
4 基于寬帶吸收體的輻射散熱器件
    4.1 引言
    4.2 器件制備與表征
        4.2.1 器件制備
        4.2.2 形貌表征
        4.2.3 吸收率測(cè)試
        4.2.4 導(dǎo)熱性能測(cè)試
        4.2.5 散熱性能測(cè)試
    4.3 原理分析
    4.4 本章小結(jié)
5 單片集成的階梯式FP腔結(jié)構(gòu)色器件
    5.1 引言
    5.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.3 器件制備
    5.4 測(cè)試與表征
    5.5 本章小結(jié)
6 基于液晶的動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)色器件
    6.1 引言
    6.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    6.3 制備與測(cè)試
    6.4 原理分析
    6.5 本章小結(jié)
7 總結(jié)與展望
參考文獻(xiàn)
附錄
作者簡(jiǎn)介



本文編號(hào)：3842719