微納光子結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)及應(yīng)用研究.pdf

1、隨著納米技術(shù)的發(fā)展，微納光子學(xué)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并成為當(dāng)前光學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)研究方向之一。微納光子學(xué)是利用微納光子結(jié)構(gòu)來調(diào)控光的傳輸、吸收和發(fā)射等性質(zhì)。微納光子結(jié)構(gòu)可以分為三類，包括光子晶體、等離激元材料和光學(xué)特異材料。最近，關(guān)于光子非晶結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)、低損耗等離激元材料以及光學(xué)特異材料中的概念在聲波和表面水波中推廣的研究備受關(guān)注。在本論文中，我們圍繞這三個(gè)方面展開討論，具體內(nèi)容安排如下:
　　在第一章中，我們簡(jiǎn)要介紹了微納光子學(xué)的幾

2、個(gè)主要研究方向和研究進(jìn)展。在第二章中，我們討論了在研究中使用的兩種理論計(jì)算方法，即時(shí)域有限差分(finite-difference time-depended)方法和傳輸矩陣(transfer matrix)方法。
　　在第三章中，我們研究了一類短程有序的光子非晶結(jié)構(gòu):“無序雙聯(lián)通結(jié)構(gòu)”的光學(xué)性質(zhì)。由于短程有序性和局部結(jié)構(gòu)的非均勻性，這類結(jié)構(gòu)具有寬譜散射增強(qiáng)的性質(zhì)。我們?cè)敿?xì)分析了這些結(jié)構(gòu)的本征特性引起的帶隙效應(yīng)，以及其與結(jié)構(gòu)的光學(xué)

3、性質(zhì)的關(guān)系。最后我們討論了無序雙聯(lián)通Si結(jié)構(gòu)的增強(qiáng)吸收效應(yīng)可能在光伏方面的應(yīng)用。
　　在第四章中，我們?cè)诶碚撋涎芯苛藖啿ㄩL(zhǎng)周期性介質(zhì)結(jié)構(gòu)中石墨烯的光學(xué)性質(zhì)。我們分析了在周期性結(jié)構(gòu)中石墨烯等離激元的能帶結(jié)構(gòu)和帶隙。我們發(fā)現(xiàn)在光線之上存在很平的帶。利用這些平帶，可以激發(fā)石墨烯等離激元，實(shí)現(xiàn)石墨烯光吸收的增強(qiáng)。我們的研究結(jié)果表明，使用亞波長(zhǎng)周期性介質(zhì)結(jié)構(gòu)，可以有效地調(diào)控石墨烯等離激元的激發(fā)和增強(qiáng)石墨烯的光耦合效率。
　　在第五章中