基于微納薄膜界面模式的光吸收效應(yīng)研究.pdf

1、光的傳輸特性一直都是人們普遍關(guān)心的一個(gè)物理現(xiàn)象，隨著人們研究的深入，人們可以通過不同的光子人工微結(jié)構(gòu)對光的傳輸進(jìn)行操控，其中，光子晶體作為一種由不同折射率材料組成的周期性人工微結(jié)構(gòu)，在概念被提出后就引起了人們廣泛的關(guān)注。光子晶體作為增強(qiáng)光吸收的一種陷光結(jié)構(gòu)，是增強(qiáng)光吸收的有效方法之一。自表面等離激元提出以來，科學(xué)家們運(yùn)用了各種新型光子器件來激發(fā)表面等離激元。隨著光學(xué)器件研究的發(fā)展，人們更加關(guān)注突破衍射極限的表面等離激元的研究。
　

2、　本文提出并通過數(shù)值仿真證明了硅基微納結(jié)構(gòu)薄膜在給定吸收層厚度的情況下，能夠在可見光范圍內(nèi)顯著提高全向光吸收，并從理論上探討了鈣薄膜在Kretschmann激發(fā)下的等離激元特性，通過計(jì)算發(fā)現(xiàn)，具有等離激元特性的鈣薄膜可用作Fraunhofer波長窄帶濾波器。
　　論文的第二章對本文中用的理論研究方法進(jìn)行了闡述，其中重點(diǎn)講述了通過平面波展開法對光子晶體的計(jì)算和嚴(yán)格耦合波法。
　　論文的第三章提出了一種由硅基光子晶體與金屬復(fù)合微

3、納結(jié)構(gòu)薄膜，并通過數(shù)值仿真證明了在給定吸收層厚度的情況下，硅基微納結(jié)構(gòu)薄膜能夠在可見光范圍內(nèi)顯著提高全向的光吸收。
　　與完整的硅/金屬復(fù)合薄膜進(jìn)行比較研究發(fā)現(xiàn)，在硅薄膜厚度相同的條件下，硅基微納結(jié)構(gòu)薄膜能夠使吸收率提高近70％。此外，通過分析發(fā)現(xiàn)這種硅基微結(jié)構(gòu)具有全向的完全帶隙，能夠在較寬的空間頻譜范圍提供合適的反射相移，使得硅基微納結(jié)構(gòu)薄膜的增強(qiáng)吸收效應(yīng)在入射角高達(dá)60°的情況下依然可行。
　　為了進(jìn)一步研究硅基微納結(jié)構(gòu)

4、的性質(zhì)，本文利用平面波展開法計(jì)算硅基微納結(jié)構(gòu)薄膜的能帶結(jié)構(gòu)通過對相應(yīng)結(jié)構(gòu)的能帶以及相應(yīng)模式場構(gòu)型分析可以了解，這種對入射角度變化不敏感的光吸收增強(qiáng)效應(yīng)可以歸因于，金屬平板與截?cái)嗟墓庾泳w中特殊的邊界陷光效應(yīng)和六角晶格的全向帶隙。
　　在論文的第四章，本文從理論上探討了堿金屬鈣質(zhì)薄膜在Kretschmann激發(fā)下的等離子激元特性?；诒砻娴入x子激元，鈣質(zhì)薄膜對p偏振光的吸光率吸收可達(dá)100％，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其在422.7nm的波長處區(qū)（對