【摘 要】
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本文主要研究了非局域金属或半导体纳米颗粒复合体系中的光学输运特性。在长波极限下,我们建立了非局域纳米颗粒复合体系的有效介质理论。通过引入双流体动力学模型,推广建立半导体纳米颗粒复合体系的有效介质理论,并进一步研究复合体系的光学特性及相干完美吸收。主要有以下两方面内容:1.非局域纳米颗粒复合体系的有效介质理论在长波极限下,基于非局域有效介质理论解析推导出金属（半导体）纳米颗粒电介质复合体系的有效介电
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本文主要研究了非局域金属或半导体纳米颗粒复合体系中的光学输运特性。在长波极限下,我们建立了非局域纳米颗粒复合体系的有效介质理论。通过引入双流体动力学模型,推广建立半导体纳米颗粒复合体系的有效介质理论,并进一步研究复合体系的光学特性及相干完美吸收。主要有以下两方面内容:1.非局域纳米颗粒复合体系的有效介质理论在长波极限下,基于非局域有效介质理论解析推导出金属（半导体）纳米颗粒电介质复合体系的有效介电函数和有效磁导率,以及非局域金属（半导体）颗粒的等价介电函数和等价磁导率。利用已有等价介电函数和等价磁导率的Mie散射理论同基于双流体动力学模型的非局域Mie散射理论所计算的半导体纳米颗粒的消光特性对比,二者的结果相当吻合。同时,研究还发现,在半导体纳米颗粒电介质复合体系中引入非局域效应后,复合介质的有效介电函数会出现多个共振峰,这对研究复合体系的光学输运特性有着重要意义。2.纳米颗粒复合体系的相干完美吸收效应我们研究两束相干光以相同的入射角从左、右两侧分别入射到非局域金属（半导体）纳米颗粒电介质复合介质板的相干完美吸收效应。利用电磁散射理论推导出平面波入射复合介质板的反/透射系数,并给出体系的相干完美吸收条件。对于金属纳米颗粒电介质复合体系,由于纳米颗粒的非局域光学响应,使得复合介质的相干吸收频率显著增加,而小尺寸颗粒会使复合介质的相干吸收频率发生在更宽的频率范围。对于非局域半导体纳米颗粒电介质复合体系,我们预测出在多个频率下产生相干完美吸收。这一结果对纳米光学吸收器件的设计与应用具有一定的指导意义。
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