基于人工复合材料的太赫兹波双波段滤波 被引量：4

1

作者 赵冬梅 施宇蕾 +3 位作者 周庆莉 李磊 孙会娟 张存林 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第9期277-283,共7页

本文分别从实验和理论模拟两方面详细的讨论了金属双环和反双环两种亚波长阵列结构在太赫兹波段的双频率响应特性.这两种双环结构都可以实现双频率调制,金属双环结构表现为两个明显的吸收峰,反双环结构则表现出明显的透过峰.这两种结构... 本文分别从实验和理论模拟两方面详细的讨论了金属双环和反双环两种亚波长阵列结构在太赫兹波段的双频率响应特性.这两种双环结构都可以实现双频率调制,金属双环结构表现为两个明显的吸收峰,反双环结构则表现出明显的透过峰.这两种结构不仅在物理结构上互补,在太赫兹波段的响应也表现为吸收和透过互补的特性.其中高频响应来源于内环电子振荡,低频影响则来源于外环电子振荡,并且这种结构在太赫兹波段的响应与周期无关. 展开更多

关键词 太赫兹 滤波器 亚波长阵列 FDTD

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亚波长间距理想导体球阵列近区时间反演电磁场的快速求解 被引量：2

2

作者 龚志双 王秉中 王任 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期72-81,共10页

为快速求解亚波长间距分布的理想导体球阵列近区的时间反演电磁场,提出一种基于等效偶极子模型的解析分析方法.首先,通过分析球面波照射理想导体小球的散射场解析解发现,散射场可以近似等效为电磁偶极子辐射场的叠加.等效偶极子的强度... 为快速求解亚波长间距分布的理想导体球阵列近区的时间反演电磁场,提出一种基于等效偶极子模型的解析分析方法.首先,通过分析球面波照射理想导体小球的散射场解析解发现,散射场可以近似等效为电磁偶极子辐射场的叠加.等效偶极子的强度与初始激励源的幅度成正比关系.通过建立不同小球等效偶极子矢量间的耦合方程组可以直接求解得到相应矢量的大小.然后,结合时间反演腔理论得到相应的时间反演并矢格林函数,继而得到小球阵列近区的时间反演场分布.最后,通过与数值仿真软件的计算结果进行对比,验证了方法的正确性及高效性.研究表明,时间反演技术结合近场亚波长间距小散射体加载能够实现超分辨率的场聚焦. 展开更多

关键词 理想导体小球 亚波长阵列 时间反演电磁场 快速求解

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金膜上亚波长小孔阵列表面等离激元颜色滤波器偏振性质 被引量：2

3

作者 王培培 杨超杰 +3 位作者 李洁 唐鹏 林峰 朱星 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第16期331-337,共7页

金属薄膜上制备的表面等离激元颜色滤波器具有很强的颜色可调性.在200nm厚的金膜上,通过聚焦离子束刻蚀,制备一系列周期逐渐变化的圆形、方形、矩形亚波长尺寸小孔方阵列表面等离激元颜色滤波器,改变入射光的偏振方向,观察其超透射滤波... 金属薄膜上制备的表面等离激元颜色滤波器具有很强的颜色可调性.在200nm厚的金膜上,通过聚焦离子束刻蚀,制备一系列周期逐渐变化的圆形、方形、矩形亚波长尺寸小孔方阵列表面等离激元颜色滤波器,改变入射光的偏振方向,观察其超透射滤波现象.研究发现:对于矩形小孔阵列,其透射光颜色随入射光偏振方向的变化而改变;而对于圆形、方形的小孔阵列,其透射光颜色对入射光的偏振方向并不敏感.分析表明,对于金膜上刻蚀的小孔结构,虽然结构的周期性导致的表面等离激元极化子会对透射光的颜色变化产生一定影响,但是随小孔形状变化的局域表面等离激元共振才是影响透射光颜色的决定性因素.如果入射光没有在小孔中激发出局域表面等离激元,则表面等离激元极化子对透射光的影响也会消失.根据不同形状小孔周期结构透射光颜色随入射光的偏振变化特点,制备出了包含两种小孔形状的复合周期结构.随着入射光偏振方向的改变,该结构会显示出不同的颜色图案. 展开更多

关键词 表面等离激元极化子 局域表面等离激元 颜色滤波器 亚波长小孔阵列

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银膜亚波长圆孔阵列仿真模型的改进

4

作者 居瓅 王磊 曾韡 《复旦学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2012年第6期740-745,共6页

基于常规的有限元时域差分法(FDTD)对银膜亚波长圆孔阵列的光透射增强现象的模拟,与实验结果的差异较大,限制了FDTD在圆孔阵列超透射现象上的应用.采用三维全矢量FDTD,改进模拟结构,适当地选取和设置边界参数后,消除了空气介质界面的影... 基于常规的有限元时域差分法(FDTD)对银膜亚波长圆孔阵列的光透射增强现象的模拟,与实验结果的差异较大,限制了FDTD在圆孔阵列超透射现象上的应用.采用三维全矢量FDTD,改进模拟结构,适当地选取和设置边界参数后,消除了空气介质界面的影响并大大改善了透射峰峰形,使得FDTD能清晰地反映出相关界面对光传输的作用,有利于对超透射现象进行更详尽的研究,从而指导并应用于光开关元件、滤波器等的设计和开发.对银膜亚波长圆孔阵列仿真模型的改进,有助于对超透射现象的本质研究,使建模简单、运算速度较快的FDTD方法获得更广泛的应用.此外,对周期边界参数的讨论为深入研究斜入射情况下的超透射现象提供了理论支持. 展开更多

关键词 有限元时域差分法 亚波长圆孔阵列 超透射

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光学异常透射研究进展 被引量：8

5

作者 张鑫 刘海涛 《物理学进展》 CSCD 北大核心 2016年第4期118-127,共10页

光学异常透射(extraordinary optical transmission,EOT)现象于1998年首次报道,表现为当光通过亚波长金属孔阵列时,得到的透射率在特定波长位置会比经典的小孔透射理论预言的数值高若干个数量级。该现象首次显示了金属亚波长结构中表面... 光学异常透射(extraordinary optical transmission,EOT)现象于1998年首次报道,表现为当光通过亚波长金属孔阵列时,得到的透射率在特定波长位置会比经典的小孔透射理论预言的数值高若干个数量级。该现象首次显示了金属亚波长结构中表面波引起的异常光学效应,是表面等离激元光学(plasmonics)进入活跃发展期的一个标志性事件。本文将从产生机理和相关器件应用两方面,对EOT的研究进展进行简要阐述。首先介绍EOT产生机理的宏观Bloch模式解释和微观表面波解释,以及这两种解释的最终统一;然后介绍EOT在传感、纳米偏光器、滤波、光开关和分子光谱增强等领域的应用;最后是对EOT相关研究的展望。 展开更多

关键词 光学异常透射 金属亚波长结构阵列 表面等离激元 准柱面波 复合波 表面Bloch 模式 传感 纳米偏光器 滤波 光开关 光谱增强

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基于Fabry-Perot模型设计亚波长金属狭缝阵列光学异常透射折射率传感器 被引量：5

6

作者 曾志文 刘海涛 张斯文 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2012年第20期170-178,共9页

研究了在水溶液环境中亚波长金属狭缝阵列光学异常透射的折射率传感特性.采用严格的全矢量方法计算了狭缝阵列的透过率谱.建立了Fabry-Perot半解析模型,能够精确预言全矢量方法的计算结果.基于该模型给出的共振条件,提出并解释了当透射... 研究了在水溶液环境中亚波长金属狭缝阵列光学异常透射的折射率传感特性.采用严格的全矢量方法计算了狭缝阵列的透过率谱.建立了Fabry-Perot半解析模型,能够精确预言全矢量方法的计算结果.基于该模型给出的共振条件,提出并解释了当透射峰精确位于瑞利异常位置时,透射峰能达到最尖锐的状态,给出了设计狭缝阵列达到该状态的方法.设计得到的透过率谱峰值半高宽δλ可达0.01 nm,对应的溶液折射率测量不确定度δn_s达到2×10^(-6)RIU.系统地给出了阵列周期、狭缝宽度、入射角等参数对设计得到的传感灵敏度,δλ,δn_s,峰值透过率等的影响. 展开更多

关键词 折射率传感器 亚波长金属狭缝阵列 Fabry-Perot模型 光学异常透射

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亚波长金属槽阵列表面电磁场增强 被引量：4

7

作者 孙晓东 张斯文 +1 位作者 吴峰 杨佳宁 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第11期275-282,共8页

针对表面增强拉曼散射的应用,采用严格耦合波分析方法研究了亚波长金属槽阵列的表面电磁场增强效应。模拟阵列周期和槽深对阵列槽口处电磁场增强的影响,明确了结构内部共振效应对电磁场增强的贡献,分析了亚波长金属槽阵列拉曼散射的平... 针对表面增强拉曼散射的应用,采用严格耦合波分析方法研究了亚波长金属槽阵列的表面电磁场增强效应。模拟阵列周期和槽深对阵列槽口处电磁场增强的影响,明确了结构内部共振效应对电磁场增强的贡献,分析了亚波长金属槽阵列拉曼散射的平均增强效果及阵列外空间中电磁场增强的有效作用范围。研究表明,在槽内共振效应的影响下,亚波长金属槽阵列在一个周期内的拉曼散射增强因子可达106数量级,并在垂直距离阵列表面1/5波长的范围内可得到明显的电磁场增强,超出该范围增强因子将迅速衰减到1的数量级。数值结果表明阵列表面电磁场增强几乎不受贵金属类型的影响。 展开更多

关键词 表面光学 表面增强拉曼散射 电磁场增强 亚波长金属槽阵列 严格耦合波分析

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基于亚波长金属孔阵列的光控太赫兹强度调制器(英文) 被引量：4

8

作者 李晨龙 冯丽爽 +2 位作者 周震 隋佳伟 殷博昊 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第12期4013-4016,共4页

太赫兹波强度调制器对太赫兹技术的发展至关重要。亚波长金属孔阵列可以激发表面等离子激元,增加入射电磁波的透射效率,极大地提高调制器的调制深度。提出了一种基于表面等离子激元的光控太赫兹波强度调制器。首先给出了器件所依赖的基... 太赫兹波强度调制器对太赫兹技术的发展至关重要。亚波长金属孔阵列可以激发表面等离子激元,增加入射电磁波的透射效率,极大地提高调制器的调制深度。提出了一种基于表面等离子激元的光控太赫兹波强度调制器。首先给出了器件所依赖的基本原理;其次利用传统的微纳加工技术在半绝缘砷化镓衬底上制作出二维亚波长金属孔阵列;最后搭建了太赫兹时域光谱系统,测试了器件样品对太赫兹波的透过率。结果表明:亚波长金属孔阵列可以引起透射率的异常增强,且透射率随着泵浦光强的增大而减小,在特定频率点实现了较高的调制深度。此研究为实现高调制深度的太赫兹波强度调制器提供了参考。 展开更多

关键词 太赫兹波强度调制器 亚波长金属孔阵列 表面等离子激元

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金属亚波长狭缝阵列结构的太赫兹偏振透射特性研究 被引量：1

9

作者 刘海英 《光电技术应用》 2013年第4期34-36,48,共4页

利用太赫兹时域光谱技术,研究了金属亚波长狭缝阵列结构的太赫兹透射特性。结果表明,太赫兹波会激发金属狭缝阵列结构的表面等离体波共振,表面等离子体共振产生太赫兹波段超强透射现象。由于表面等离子体共振效应,这种狭缝结构对于透射... 利用太赫兹时域光谱技术,研究了金属亚波长狭缝阵列结构的太赫兹透射特性。结果表明,太赫兹波会激发金属狭缝阵列结构的表面等离体波共振,表面等离子体共振产生太赫兹波段超强透射现象。由于表面等离子体共振效应,这种狭缝结构对于透射的太赫兹产生很高偏振度,这些实验结果为制作太赫兹波段偏振器件提供了有益的参考。 展开更多

关键词 太赫兹时域光谱系统 金属亚波长狭缝阵列结构 表面等离子体共振 偏振度

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低占空比红外增强吸收的量子阱微柱阵列

10

作者 叶新辉 谢天 +10 位作者 夏辉 陈熙仁 李菊柱 张帅君 姜新洋 邓伟杰 王文静 李玉莹 刘伟伟 刘芳 李天信 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2021年第1期1-6,共6页

为了提高长波红外量子阱探测器的光耦合效率和信噪比,以8.7μm为中心波长,设计和制备了量子阱亚波长微柱阵列结构。与已经报道的金属或介质微腔结构不同,本文的微柱结构有源区包含50周期的量子阱/垒层,结合低至0.18的占空比,可望在增强... 为了提高长波红外量子阱探测器的光耦合效率和信噪比,以8.7μm为中心波长,设计和制备了量子阱亚波长微柱阵列结构。与已经报道的金属或介质微腔结构不同,本文的微柱结构有源区包含50周期的量子阱/垒层,结合低至0.18的占空比,可望在增强吸收的同时显著抑制暗电流。红外光谱测量验证了制备的微柱阵列在8~9μm波段8%以内的低反射率特征,从而为高工作温度、高信噪比的长波红外探测提供了新方案。 展开更多

关键词 量子阱红外探测器 亚波长微柱阵列 占空比 红外反射谱

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周期性亚波长金属孔阵列的单元结构对称性对其增强光透射特性的影响

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作者 袁志 刘辉 +3 位作者 陈志勇 朱卫华 郭玮 王新林 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期62-70,共9页

采用三维时域有限差分方法,对比研究了石英基底上周期性亚波长圆形、纽扣形、半圆形和太极形四种具有不同对称性的孔阵列微结构金属膜的增强光透射特性,并分别探讨了阵列周期、小孔尺寸对这四种阵列结构透射特性的影响.结果表明增强光... 采用三维时域有限差分方法,对比研究了石英基底上周期性亚波长圆形、纽扣形、半圆形和太极形四种具有不同对称性的孔阵列微结构金属膜的增强光透射特性,并分别探讨了阵列周期、小孔尺寸对这四种阵列结构透射特性的影响.结果表明增强光透射特性对单元结构对称性具有很强的依赖性:在超短高斯光脉冲激励下,随着单元结构对称性的降低,归一化透过率逐渐增大,红外波段的透射峰发生大量红移,且其与可见光波段的透射峰之间的距离逐渐增大,在对称性破缺的太极形孔阵列中两峰间距最大,可达1 300nm左右.表面等离激元模式与局域表面等离子体共振模式在增强光透射现象中起着重要的作用.在可见光波段,表面等离激元模式是这四种阵列结构的光透射增强的主导性因素;在红外波段,局域表面等离子体共振模式对单元结构对称性较差孔阵列结构的增强光透射特性有着显著影响. 展开更多

关键词 亚波长金属孔阵列 增强光透射 时域有限差分 单元结构对称性 表面等离激元

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