基于全介电硅超材料的电磁感应透明研究

论文摘要

电磁感应透明(electromagnetically induced transparency,EIT)是在三能级原子系统中发生的一种量子干涉现象,由不同激发跃迁途径之间的量子相消干涉造成,它可以产生一个很窄的透明窗口,使光可以自由通过一个原本高度不透明的介质传播。早前关于电磁感应透明的研究大多集中在气体介质方面,然而这需要强激光和低温等苛刻的实验条件。等离子体金属超材料实现的电磁感应透明无法避免欧姆损耗。而基于介电超材料的电磁感应透明可以避免以上这些不利条件。因此,基于低损耗的全介电硅超材料的电磁感应透明效应吸引了很多关注。电磁感应透明效应具有高透射率和强色散等优良特性,在慢光器件、量子信息存储、光学传感器和非线性光学等方面都有重要的应用。本论文利用时域有限差分法(FDTD)理论模拟了基于全介电硅超材料的电磁感应透明效应。主要工作如下:(1)提出了由三个硅纳米棒组成的呈周期排列的U型超材料结构。一个水平纳米棒充当明模谐振器,两个竖直纳米棒充当暗模谐振器。两种谐振器之间的相消干涉导致了电磁感应透明。得到的透射率为92%,Q因子为130。分别改变单元结构周期、入射光偏振角度和环境介质折射率来探究电磁感应透明窗口的变化趋势。得到了一种灵敏度为203 nm/RIU,FOM为29的纳米尺度超材料折射率传感器。通过对透射窗口相位变化的分析,得到光延迟为0.75 ps,显示在慢光器件方面的应用潜力。(2)进一步提出一种π型硅超材料结构来实现电磁感应透明,得到了高达2436的Q因子。分别改变单元结构周期和环境介质折射率来探究电磁感应透明效应的变化趋势。研究了明模谐振器和暗模谐振器之间的间距对电磁感应透明效应的影响。同时,通过对两种谐振器之间的间距进行设计和调整,可以实现场增强。所设计的超材料结构对环境介质的灵敏度为184 nm/RIU,FOM高达460,可以应用到光学传感和表面增强光谱等方面。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 秦梦瑶

导师: 武愕

关键词: 电磁感应透明,量子相消干涉,全介电超材料,近场耦合

来源: 华东师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 华东师范大学

分类号: O431.2

总页数: 58

文件大小: 3299K

下载量: 197

相关论文文献

• [1].狭缝基光栅-微环谐振器可调类电磁感应透明谱[J]. 杭州电子科技大学学报(自然科学版) 2020(01)
• [2].基于电磁感应透明的微波增强型量子热机[J]. 量子电子学报 2020(01)
• [3].光学耦合腔的类电磁感应透明情况研究[J]. 电子世界 2017(02)
• [4].基于全介质超材料的电磁感应透明开关实验研究[J]. 电子元件与材料 2020(09)
• [5].双层超导超构材料模拟电磁感应透明现象[J]. 低温物理学报 2013(06)
• [6].里德伯电磁感应透明中的相位[J]. 物理学报 2019(08)
• [7].超构材料类电磁感应透明现象的实验研究[J]. 上海理工大学学报 2018(05)
• [8].非对称半导体双量子阱中的双电磁感应透明现象[J]. 铜仁学院学报 2016(04)
• [9].五能级原子系统中的多重电磁感应透明[J]. 原子与分子物理学报 2008(02)
• [10].基于偶极阻塞效应的单光子水平电磁感应透明[J]. 光学学报 2019(04)
• [11].THz波段电磁感应透明效应超常媒质的构建[J]. 微波学报 2010(S1)
• [12].热原子系综中双暗共振及亚多普勒吸收谱的实现[J]. 吉林大学学报(理学版) 2012(03)
• [13].点间隧穿调控五能级M型三量子点电磁感应透明介质中的孤子碰撞性质[J]. 物理学报 2020(17)
• [14].基于全介质超材料的光频段电磁感应透明效应[J]. 应用激光 2018(04)
• [15].串联双微环谐振器透射谱特性分析[J]. 杭州电子科技大学学报(自然科学版) 2016(02)
• [16].Pr~(3+):LaF_3晶体中的电磁感应透明及其色散特性[J]. 宁夏师范学院学报 2010(03)
• [17].Sr原子电磁感应透明效应相关理论研究[J]. 时间频率学报 2011(02)
• [18].电磁感应透明介质中的弱光空间暗孤子环[J]. 物理学报 2009(05)
• [19].倒Y型四能级原子系统的吸收和色散特性[J]. 南昌大学学报(理科版) 2009(02)
• [20].相互作用原子中吸收和关联性质研究[J]. 长春大学学报 2018(12)
• [21].电磁感应透明的高阶非线性效应对光孤子的影响[J]. 光学学报 2015(02)
• [22].波导与双环侧向耦合系统的透射谱特性分析[J]. 杭州电子科技大学学报(自然科学版) 2015(05)
• [23].纵波光学声子耦合对级联型电磁感应透明半导体量子阱中暗-亮光孤子类型的调控[J]. 物理学报 2017(03)
• [24].一维原子晶格中基于电磁感应透明的可调控光子带隙[J]. 光子学报 2015(06)
• [25].受激Raman谱中的宏观极化干涉[J]. 物理学报 2013(18)
• [26].三能级Λ型原子系统中边频对相位调制光栅的影响[J]. 山东科技大学学报(自然科学版) 2018(06)
• [27].利用声子辅助跃迁调控半导体量子点电磁感应透明的光存储[J]. 激光与光电子学进展 2017(08)
• [28].电磁感应透明[J]. 宜宾学院学报 2011(12)
• [29].Tripod-type四能级原子系统中的非线性效应[J]. 量子光学学报 2008(03)
• [30].耦合半导体量子阱中的超慢光孤子对[J]. 铜仁学院学报 2018(12)

标签：电磁感应透明论文;  量子相消干涉论文;  全介电超材料论文;  近场耦合论文;