金屬微結構中光偏轉操作的研究.pdf

1、金屬亞波長微結構的研究對于光學未來的發(fā)展方向——微光學研究具有重要意義。因為利用金屬亞波長微結構制作的光學器件，不僅可以利用金屬表面等離子體效應形成增強透射等新效應，提高器件的性能；同時這種微結構器件的尺寸都在納米量級，可以大大的降低器件的尺度。
　　 基于金屬亞波長微結構研究如此重要的意義。本論文的工作主要集中在討論利用FDTD方法模擬亞波長金屬微結構對光傳播的影響，特別是利用此結構實現(xiàn)透射光的偏轉。
　　 1.對填充

2、不同折射率電介質的金屬亞波長微結構影響透射光偏轉的研究。通過向金屬亞波長微結構狹縫中填充空氣和折射率不同的電介質的對比模擬。本研究證明了后者可以使透射光發(fā)生偏轉。同時，進一步討論和研究表明，改變模擬參數(shù)，如金屬銀層上的狹縫數(shù)量、狹縫寬度、狹縫間的中心距離、金屬銀層的厚度和計算微元的尺寸對模擬結果都會產(chǎn)生一定的影響。這其中狹縫寬度和中心距離的增大，會導致透射光偏轉的變小。而金屬層的厚度的增加則會明顯導致透射光偏轉角的增大。當金屬層的厚度由

3、100nm增大到500nm時，透射偏轉角由0.808度增加到了3.906度。最后，根據(jù)上面討論的結果，在金屬層厚度為500nm的條件下，通過調整金屬狹縫的寬度和中心間距等參數(shù)，得到了一個“最優(yōu)”結構。光通過這個結構的透射偏轉角由5度左右提高到了7度左右。
　　 2.對楔形金屬陣列的透射光光場分布的討論。首先，通過一個75度傾角的楔形金屬陣列結構，證明了楔形金屬陣列能夠引發(fā)透射光光場偏轉。但是這種結構實現(xiàn)透射光偏轉，需要較大的傾角

4、，在傾角為75度的情況下，得到的透射光傾角不足1度。為了能夠提高楔形金屬陣列的透射偏轉角，設計通過改變金屬陣列末端的切角，來增加金屬和光的相互作用，提高透射偏轉角。通過6組對比模擬發(fā)現(xiàn)，傾角為60度和75度的楔形金屬陣列的最大透射偏轉分別對應著30度和45度的切角，此時的透射偏轉角均達到2度以上。因此，本文可以得出結論，楔形金屬陣列能夠實現(xiàn)透射光偏轉。但是要獲較大的透射偏轉角，需要改變金屬條末端的切角。不同傾角的金屬陣列，達到最大透射偏