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文檔簡介
1、超材料是人工制作的特殊材料,它們具有自然界中的材料所不具備的性質(zhì)。這種材料通常包含的結(jié)構(gòu)是金屬/介電物質(zhì)的亞波長的微米/納米結(jié)構(gòu),并且它們特殊的電磁性質(zhì)能夠通過改變微結(jié)構(gòu)的幾何形狀而得到。基于超材料的超表面已經(jīng)在太赫茲頻帶,紅外頻帶以及可見光實現(xiàn)了近乎100%的吸收率,因此,這種特殊的電磁效應得到了人們廣泛的關注,引起了許多相關的研究。過去幾年,針對于超表面的一些研究成果都難以克服吸收器存在窄帶寬的缺點。這個缺點將使超表面反射回相當大的
2、入射能量,所以不能夠應用到像太陽能電池這樣需要高寬帶吸光率的裝置上。本文以上述研究成果為基礎,將原有的單一的橫向平面結(jié)果發(fā)展為具有橫向和縱向協(xié)同作用的結(jié)構(gòu),提出了一個吸收范圍廣且在45入射角范圍內(nèi)極化不相關的圓錐型陷光超表面,同時將其中所顯現(xiàn)的現(xiàn)象以及規(guī)律給出了合理的解釋和歸納,為今后在類似的研究領域提供了理論基礎。
論文對普通采用的橫向“完美吸收”性質(zhì)進行了研究,目的是為了了解發(fā)生“完美吸收”共振波長的變化規(guī)律。在上述研究的
3、基礎上,論文提出了一個在z軸(垂直膜結(jié)構(gòu)表面)方向上由周期性的金屬和介電物質(zhì)交替嵌套而組成的圓錐型陷光超表面結(jié)構(gòu),同時利用有限元法(FEM)計算了這種圓錐型陷光超表面結(jié)構(gòu)的反射譜,得到了一個超寬帶的反射譜,并且用有效介質(zhì)理論(EMT)進行了理論驗證。為了了解得到的超寬帶反射譜中存在的微觀物理圖像,本文進一步研究了圓錐型陷光超表面結(jié)構(gòu)在垂直入射光場作用下的電場和磁場分布以及能流流動方向圖。通過分析發(fā)現(xiàn),在圓錐型陷光超表面結(jié)構(gòu)中,存在著局部
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