刘亚楠:光学超构表面结构的多波长色散特性研究论文

刘亚楠:光学超构表面结构的多波长色散特性研究论文

本文主要研究内容

作者刘亚楠(2019)在《光学超构表面结构的多波长色散特性研究》一文中研究指出:光学色散一直以来都是光学领域中非常具有研究价值的一部分,它在光信息处理、光谱分析等方面具有重要作用。由于传统光学元件是通过光束经过元件时产生的连续相位延迟的积累来实现对于光束波前调制的,这使其主要依赖于材料本身的性质或形状轮廓。受限于天然材料的性质局限,传统光学元件通常存在尺寸较大、难以集成等问题,无法满足人们追求小型化、集成化的应用要求。近年来,超构表面因其具备的强大的光场操控能力在各国引发了研究热潮。超构表面是一种亚波长人工层状材料,可以看做是超构材料的二维对应,与超构材料相比,具有更易制备、损耗更小等优点。超构表面一般具有天然材料所不具备超常的物理特性,可以通过亚波长的微细结构实现对电磁波相位、振幅、极化方式等多种特性的灵活调控,它的出现为人们对光场的操控提供了新的研究思路。与传统光学元件相比,超构表面具有轻薄、易集成等优势,在光通信、光学传感、聚焦/成像器件等技术领域具有非常广泛的应用前景。本文主要针对光学超构表面结构的多波长色散特性展开相关研究工作,探索利用超构表面实现近红外波段(1450nm-1650nm)高效率的色散分光的设计方案。主要工作内容如下:1.针对传统光学色散元件的存在的问题,结合超构表面的优势,根据广义斯涅尔定律及超构表面工作原理,设计了一种工作在近红外波段(1450nm-1650nm)基于V形天线的多波长色散超构表面,使用FDTD Solutions数值仿真软件对所设计的超构表面进行了仿真计算和结果分析,证明了其在特定波段的分光能力,并且为提高工作效率对其进行了几个不同方向的优化尝试,对仿真结果进行了分析;2.根据V形天线多波长色散超构表面存在的问题,设计了一种结构更加简单的、效率更高的梯形天线多波长色散超构表面。与基于V形天线的超构表面相比,构成梯形超构表面的天线阵列每个周期单元仅含有一个天线结构,周期长度缩短,不同波长入射光的色散角度差有所增大,且其结构更加简单、更易制备。该超构表面采用了天线-绝缘体-金属膜的结构,通过数值仿真证明了利用超构表面可以实现近红外波段(1450nm-1650nm)较为高效的色散分光。

Abstract

guang xue se san yi zhi yi lai dou shi guang xue ling yu zhong fei chang ju you yan jiu jia zhi de yi bu fen ,ta zai guang xin xi chu li 、guang pu fen xi deng fang mian ju you chong yao zuo yong 。you yu chuan tong guang xue yuan jian shi tong guo guang shu jing guo yuan jian shi chan sheng de lian xu xiang wei yan chi de ji lei lai shi xian dui yu guang shu bo qian diao zhi de ,zhe shi ji zhu yao yi lai yu cai liao ben shen de xing zhi huo xing zhuang lun kuo 。shou xian yu tian ran cai liao de xing zhi ju xian ,chuan tong guang xue yuan jian tong chang cun zai che cun jiao da 、nan yi ji cheng deng wen ti ,mo fa man zu ren men zhui qiu xiao xing hua 、ji cheng hua de ying yong yao qiu 。jin nian lai ,chao gou biao mian yin ji ju bei de jiang da de guang chang cao kong neng li zai ge guo yin fa le yan jiu re chao 。chao gou biao mian shi yi chong ya bo chang ren gong ceng zhuang cai liao ,ke yi kan zuo shi chao gou cai liao de er wei dui ying ,yu chao gou cai liao xiang bi ,ju you geng yi zhi bei 、sun hao geng xiao deng you dian 。chao gou biao mian yi ban ju you tian ran cai liao suo bu ju bei chao chang de wu li te xing ,ke yi tong guo ya bo chang de wei xi jie gou shi xian dui dian ci bo xiang wei 、zhen fu 、ji hua fang shi deng duo chong te xing de ling huo diao kong ,ta de chu xian wei ren men dui guang chang de cao kong di gong le xin de yan jiu sai lu 。yu chuan tong guang xue yuan jian xiang bi ,chao gou biao mian ju you qing bao 、yi ji cheng deng you shi ,zai guang tong xin 、guang xue chuan gan 、ju jiao /cheng xiang qi jian deng ji shu ling yu ju you fei chang an fan de ying yong qian jing 。ben wen zhu yao zhen dui guang xue chao gou biao mian jie gou de duo bo chang se san te xing zhan kai xiang guan yan jiu gong zuo ,tan suo li yong chao gou biao mian shi xian jin gong wai bo duan (1450nm-1650nm)gao xiao lv de se san fen guang de she ji fang an 。zhu yao gong zuo nei rong ru xia :1.zhen dui chuan tong guang xue se san yuan jian de cun zai de wen ti ,jie ge chao gou biao mian de you shi ,gen ju an yi si nie er ding lv ji chao gou biao mian gong zuo yuan li ,she ji le yi chong gong zuo zai jin gong wai bo duan (1450nm-1650nm)ji yu Vxing tian xian de duo bo chang se san chao gou biao mian ,shi yong FDTD Solutionsshu zhi fang zhen ruan jian dui suo she ji de chao gou biao mian jin hang le fang zhen ji suan he jie guo fen xi ,zheng ming le ji zai te ding bo duan de fen guang neng li ,bing ju wei di gao gong zuo xiao lv dui ji jin hang le ji ge bu tong fang xiang de you hua chang shi ,dui fang zhen jie guo jin hang le fen xi ;2.gen ju Vxing tian xian duo bo chang se san chao gou biao mian cun zai de wen ti ,she ji le yi chong jie gou geng jia jian chan de 、xiao lv geng gao de ti xing tian xian duo bo chang se san chao gou biao mian 。yu ji yu Vxing tian xian de chao gou biao mian xiang bi ,gou cheng ti xing chao gou biao mian de tian xian zhen lie mei ge zhou ji chan yuan jin han you yi ge tian xian jie gou ,zhou ji chang du su duan ,bu tong bo chang ru she guang de se san jiao du cha you suo zeng da ,ju ji jie gou geng jia jian chan 、geng yi zhi bei 。gai chao gou biao mian cai yong le tian xian -jue yuan ti -jin shu mo de jie gou ,tong guo shu zhi fang zhen zheng ming le li yong chao gou biao mian ke yi shi xian jin gong wai bo duan (1450nm-1650nm)jiao wei gao xiao de se san fen guang 。

论文参考文献

论文详细介绍

论文作者分别是来自山东大学的刘亚楠,发表于刊物山东大学2019-07-16论文,是一篇关于光学色散论文,超构表面论文,亚波长天线结构论文,分光论文,山东大学2019-07-16论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自山东大学2019-07-16论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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