基于相位變換的偏振分離器研究.pdf

1、超常材料屬于人工微結(jié)構(gòu)材料，可按照人們的意愿調(diào)節(jié)其電磁特性，可實(shí)現(xiàn)一些奇異特性，具有天然材料所不具有的奇異特性，并帶來了廣泛的應(yīng)用，如分辨率突破衍射極限的超透鏡和電磁隱形。最近十年來，超常材料成為研究熱點(diǎn)，其特別是坐標(biāo)變換理論的指導(dǎo)下，提出和實(shí)現(xiàn)了眾多新穎的光子器件。此種超常材料基于坐標(biāo)變換理論，也被稱之為變換介質(zhì)。變換介質(zhì)可靈活地引導(dǎo)和操控電磁波的傳輸。
　　 在本文中，我們根據(jù)變換光學(xué)理論，研究利用超常材料來設(shè)計(jì)偏振分離器，

2、具體開展了如下工作:
　　 第一，我們研究利用變換介質(zhì)實(shí)現(xiàn)偏振光的偏折。從常規(guī)的直接變換方法出發(fā)，建立了相位變換反變換的方法，即間接變換法能實(shí)現(xiàn)相同的效果。建立偏振光TE波、TM波偏折的坐標(biāo)變換，得到介電常數(shù)和磁導(dǎo)率張量。TE波和TM波的偏折角度可以靈活操控。利用有限元分析方法進(jìn)行全波仿真，結(jié)果與理論相符。
　　 第二，我們研究利用變換介質(zhì)實(shí)現(xiàn)出射方向可控的偏振分離器設(shè)計(jì)。相位變換間接變換法可實(shí)現(xiàn)任意波前的變換，并且不會(huì)

3、產(chǎn)生不規(guī)則的形狀，運(yùn)用變換光學(xué)，基于光束的偏振態(tài)，利用此種變換方法可實(shí)現(xiàn)混合波TE波和TM波分束。在變換介質(zhì)中分別設(shè)置控制TE波和TM波偏折的角度，可實(shí)現(xiàn)TE波逆時(shí)針方向偏折，TM波順時(shí)針方向偏折，因此TE波和TM波沿著不同的方向分離開來，得到出射方向可控的偏振分離器。并對(duì)所設(shè)計(jì)的器件進(jìn)行全波仿真，理論得到驗(yàn)證。
　　 第三，我們研究利用變換介質(zhì)實(shí)現(xiàn)出射波前可控的偏振分離器設(shè)計(jì)。利用相位變換間接變換法，還可操控出射波前，水平入射