2D/3D手性结构形变调控光的传输性质的研究

2D/3D手性结构形变调控光的传输性质的研究

论文摘要

可调控的手性超材料是一个关键材料,其被用于构建未来纳米光子学系统的可重构的具有功能性的元件,其在偏振敏感成像、纳米全息、相位裁剪及控制等领域有着巨大的应用潜力。本论文将研究由于几何方面的变化引起的手性超材料光学性质的变化。我们相信本工作,作为基础研究,将有利于探索和开发一些新型的基于可调控性的纳米超器件。本文主要研究手性超材料结构单元的形变对光的传输性质的调控作用。主要研究内容如下:(1)对基于透射系数和反射系数以及S参数的有效电磁参数的反演方法进行总结,利用COMSOL Multiphysics、FDTD Solutions获取结构手性超材料形变前后的传输性质变化,诸如有效折射率,有效阻抗等。(2)通过模拟仿真技术,研究了基于结构形变产生的维度变化所引起的结构手性超材料的旋光性和圆二向色性的变化。传统的旋光材料其利用两个对立圆偏振成分相位差异沿长度积累引起旋光,与之相比,手性超材料可以通过超原子的形变来调控旋光。(3)通过调控特定的手性超原子的几何参数,诸如取向、尺寸、维度,探究了散射光相位的调控作用,该研究对通过手性微体进行波前裁剪是十分有意义的。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第1章 绪论
  •   1.1 课题背景及研究的目的和意义
  •   1.2 手性超材料的发展
  •     1.2.1 超材料的发展
  •     1.2.2 三维手性超材料
  •     1.2.3 二维平板手性超材料
  •     1.2.4 超原子、超分子维度的调控
  •   1.3 本文的主要研究内容
  • 第2章 手性介质及材料有效电磁参数的反演方法
  •   2.1 介质手性材料的本构方程及结构手性材料的有效参数
  •   2.2 结构手性超材料有效电磁参数反演
  •     2.2.1 无衬底手性结构有效电磁参数反演方法及结果
  •     2.2.2 介质内部手性结构形变对介质等效参数的影响
  •   2.3 本章小结
  • 第3章 手性超材料结构形变对OR与 CD的调控
  •   3.1 结构手性超材料二维单体及其形变结构的设计
  •   3.2 结构手性超材料超原子形变对CD与 OR的调控
  •     3.2.1 十字状结构与万字状手性结构形变对CD与 OR的调控
  •     3.2.2 C形、L形手性结构单体形变对CD与 OR的调控
  •     3.2.3 复合结构形变对CD与 OR的调控
  •   3.3 本章小结
  • 第4章 结构手性材料超原子形变对光的相位的调控
  •   4.1 C形手性结构的放置方向对相位的调控
  •   4.2 C形手性结构的尺寸对相位的调控
  •   4.3 C形手性结构的开口大小对相位的调控
  •   4.4 C形手性结构的形变程度对相位的调控
  •   4.5 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 赵瑞

    导师: 李俊庆

    关键词: 手性超材料,旋光性调控,圆二向色性调控,等效参数调控,结构手性

    来源: 哈尔滨工业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

    专业: 物理学,材料科学

    单位: 哈尔滨工业大学

    分类号: O43;TB34

    DOI: 10.27061/d.cnki.ghgdu.2019.003681

    总页数: 62

    文件大小: 5629K

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