高Q值光波磁共振結構設計及其二階非線性研究.pdf

1、特異材料是由人工結構復合而成的材料，它往往具有自然界中不存在的新奇物理性質。特異材料可用于人為控制電磁波，實現(xiàn)諸如“完美透鏡”、“隱身斗篷”等功能。近年來，特異材料出現(xiàn)了愈來愈多的研究分支，如負折射率特異材料、手性特異材料和人工光波磁響應特異材料（即人工設計的，入射電磁波在其中可以誘導環(huán)路電流并實現(xiàn)光波磁響應特性的金屬微納結構）等。在一定條件下，利用光波磁響應結構可以實現(xiàn)較高的Q值，在生物分子、氣體的探測等領域有較好的前景。而非線性特異

2、材料，由于非線性光學理論的豐富性，發(fā)展相對緩慢。源于非線性特異材料的基礎研究和實現(xiàn)納米全光系統(tǒng)的需求，對非線性特異材料的研究力度應加大。本文主要研究了U型分裂環(huán)-金屬棒復合結構和三層圓盤金屬非線性特異材料中獨特的性質，如表面等離激元的共振模式，光學二次諧波等。本文主要章節(jié)安排如下:
　　第一章簡單介紹特異材料的概念及其歷史進程，對非線性特異材料做重點介紹，主要從非線性特異材料的研究進展、實現(xiàn)方法以及應用等方面展開。
　　第二

3、章介紹表面等離激元的共振模式，計算了兩種結構特異材料中的電磁共振響應。首先基于分裂環(huán)結構，設計了U型-金屬棒復合結構，形成了在1500nm的磁共振和750nm的電共振這一雙波長共振特異材料，并進行了實驗制備和測量驗證。其次設計三層圓盤金屬特異材料，在該結構中實現(xiàn)了光波段765nm處的磁環(huán)偶極共振模式，并通過理論證實了該磁環(huán)偶極共振模式的存在。
　　第三章介紹了三層圓盤特異材料的制備及測量。詳細地介紹了樣品制作流程以及該特異材料光譜

4、測量的過程，并給出了所制作的三層圓盤結構的SEM圖像、測量的反射譜線以及二次諧波信號。
　　第四章基于三層圓盤金屬特異材料模型，將圓盤中間層改換為非線性材料DAST后，模擬計算了其光波段磁環(huán)偶極共振模式及其對二次諧波信號的增強效果。數(shù)據(jù)表明，在激發(fā)三層圓盤金屬特異結構的磁環(huán)偶極共振模式下，可以有效增強中間非線性介質圓盤的二次諧波信號。同時，通過透射譜計算，磁環(huán)偶極共振模式的品質因數(shù)（Q值）達到了45，高于磁共振模式的Q值37和高階