超材料中类电磁感应透明的动态调控及偏振特性研究

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超材料是一种通过人工设计而成的材料,具有自然界材料中所不具备的一些特殊的物理性质,例如负折射率、负电导率和负磁导率等。太赫兹波位列微波与红外波之间,除了具备微波与红外波的一些特性之外,太赫兹波光子能量小,可应用于生物组织细胞的检测,也可以应用到通信相关领域,具有微波所不能达到的通信速率。本论文主要在太赫兹波段下对超材料产生的类电磁感应透明效应进行研究,其研究特点主要分为以下几个方面:(1)本文以太赫兹波垂直入射金属材料铜设计而成的超材料,研究类电磁感应透明效应,分析产生类电磁感应透明效应的原因,并研究几何结构参数对透射谱的影响。(2)提出了双U结构的超材料,透过该结构的太赫兹波具有偏振依赖特性。改变偏振角的大小,透射谱改变。尤其是利用该结构得到了多通道类电磁感应透明效应。并且,在某些偏振角的特定频率范围发现了Fano共振。利用Fano共振研究生物传感的特性,得到了较高的灵敏度。在此基础上也设计了一个中心对称超材料结构,研究表明该超材料对入射光偏振不敏感。(3)动态调控成为目前研究类电磁感应透明效应的一个热点,本文利用外加泵浦光对类电磁感应透明效应进行动态调控。实现动态调控所用的材料,是光控材料硅和相变材料二氧化钒。硅和二氧化钒都是光敏材料,通过改变外界条件,硅和二氧化钒材料中电导率就会发生变化,从而引起透射谱的变化。论文利用硅和二氧化钒研究透过谱的主动控制,对透过率的调控率分别达到61.8%和68.2%。还探究了群延迟的大小,其研究结果可以有助于慢光延迟器的制作。
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