基于微納薄膜界面模式的光吸收效應研究.pdf

1、光的傳輸特性一直都是人們普遍關心的一個物理現(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構對光的傳輸進行操控，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構，在概念被提出后就引起了人們廣泛的關注。光子晶體作為增強光吸收的一種陷光結構，是增強光吸收的有效方法之一。自表面等離激元提出以來，科學家們運用了各種新型光子器件來激發(fā)表面等離激元。隨著光學器件研究的發(fā)展，人們更加關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構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行了闡述，其中重點講述了通過平面波展開法對光子晶體的計算和嚴格耦合波法。
　　論文的第三章提出了一種由硅基光子晶體與金屬復合微

3、納結構薄膜，并通過數(shù)值仿真證明了在給定吸收層厚度的情況下，硅基微納結構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/金屬復合薄膜進行比較研究發(fā)現(xiàn)，在硅薄膜厚度相同的條件下，硅基微納結構薄膜能夠使吸收率提高近70％。此外，通過分析發(fā)現(xiàn)這種硅基微結構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，使得硅基微納結構薄膜的增強吸收效應在入射角高達60°的情況下依然可行。
　　為了進一步研究硅基微納結構

4、的性質(zhì)，本文利用平面波展開法計算硅基微納結構薄膜的能帶結構通過對相應結構的能帶以及相應模式場構型分析可以了解，這種對入射角度變化不敏感的光吸收增強效應可以歸因于，金屬平板與截斷的光子晶體中特殊的邊界陷光效應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100％，遠遠高于其在422.7nm的波長處區(qū)（對