螺旋金屬線柵圓偏振器的研究.pdf

1、圓偏振器是光學(xué)領(lǐng)域的一種重要偏振元器件,它在偏振分光、彩色顯示、激光技術(shù)等領(lǐng)域得到了令人矚目的應(yīng)用。目前在光學(xué)領(lǐng)域,獲得圓偏振光通常做法是利用線偏振片和四分之一波片兩個分離元器件構(gòu)成圓偏振器,這種結(jié)構(gòu)的缺點在于工作帶寬窄且元件分立不易集成。
　　利用螺旋金屬線柵獲取圓偏振光是在2009年9月由德國卡爾斯魯厄大學(xué)的研究人員J.K.Gansel等首先實現(xiàn)的。但是他們研究范圍僅局限于下面三個方面:1)器件為單螺旋結(jié)構(gòu);2)材料為金;3)

2、工作波長范圍在3～6微米的紅外波段。本論文在J.K.Gansel的研究基礎(chǔ)上,利用數(shù)值模擬的方法,進一步開展了下面兩個部分的研究:
　　第一部分對單螺旋金屬線柵圓偏振器的研究。從J.K.Gansel等人的研究成果出發(fā),依據(jù)麥克斯韋方程的尺度不變特征,通過改變結(jié)構(gòu)參數(shù),將單螺旋金屬線柵圓偏振器的工作波段拓展到可見光波段和太赫茲波段,并詳細(xì)分析了其工作帶寬和消光性能。同時,我們還以太赫茲波段的單螺旋金屬線柵圓偏振器為例,歸納總結(jié)出單螺

3、旋金屬線柵圓偏振器的工作帶寬和消光比等光學(xué)特性與螺旋金屬線柵結(jié)構(gòu)參數(shù)之間的變化關(guān)系。
　　第二部分對雙螺旋金屬線柵圓偏振器的研究。在前期對可見光波段的單螺旋金屬線柵圓偏振器的研究基礎(chǔ)上,我們提出了可見光波段的雙螺旋金屬線柵圓偏振器,并比較了兩者在工作帶寬和消光性能上的差異。另外,我們還首次提出了一種異質(zhì)結(jié)雙螺旋金屬線柵圓偏振器,它主要是打破了構(gòu)建單元內(nèi)的螺旋線之間相互作用的平衡狀態(tài),使左旋的雙螺旋金屬線柵圓偏振器在降低左旋圓偏光透