双层类球介质微粒的聚光特性理论研究

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1、分类号：１０６３６：０４３９单位代码密级：１１：公开学号２０５０９０４００硕士学位论文中文论文题目：双层类球介质微粒的聚光特性理论英文论文题目：ＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌＳｔｕｄｙｏｎＦｏｃｕｓｉｎｇＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＴｗｏ－ｌａｙｅｒＳｐｈｅｒｉｃａｌＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＭｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ论文作者：刘昀玥指导教师：李玲研究员专业名称：凝聚态物理研究方向：微纳光电材料与器件所在学院：物理与电子工程学院论文提交日期：年／月＜日论文答辩日期：山扣年Ｉ月＾＞日分类号：0439单位代码

2、：10636密级：公开学号：20150904010硕士学位论文中文论文题目：双层类球介质微粒的聚光特性理论研究英文论文题目：TheoreticalStudyonFocusingPropertiesofTwo-layerSphericalDielectricMicroparticles论文作者：刘昀玥指导教师：李玲研究员专业名称：凝聚态物理研究方向：微纳光电材料与器件所在学院：物理与电子工程学院论文提交日期：年月日论文答辩日期：年月日四川师范大学学位论文独创性声明本人声明：所呈交学位论文１是本人在导师务愈指导下。除文中：独立讲行研究￡作所鉸得果己

3、经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。一致本人承诺：已提交的学位论文电子版与论文纸本的内容。如因不符而引起的学术声誉上的损失由本人自负。学位论文作者：签字日期：少处年月心曰学位论文出版授权书本人完全同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》“”（以下简称章程），愿意将本人的硕士学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社在《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表。《中国优秀博硕

4、士学位论文全文数据库》可以以电子、网络及其他数字媒体形式公幵出版，并同意编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网“”上传播，同意按章程规定享受相关权益。作者签名：叫响用＿＿禮１—年日论文题目：奴盔你？虹約ｎ钤叙■ｍｍ黾毕业院校：四川师范大学毕业年份：２０１８年６月－）禮－所＆学院？々可神＆味ｉ择存所学专业：彻说明：本授权书由中国学术期刊（光盘版）电子杂志社保存。联系电话：０１０－６２７９１９５１６２７９３１７６６２７９０６９３传其：０１０－６２７９Ｉ８Ｍ通

5、信地址：北京清华大学邮局８４－４８信箱采编中心邮编：１０００８４摘要双层类球介质微粒的聚光特性理论研究凝聚态物理专业研究生刘昀玥指导教师李玲摘要尺寸与波长相当的透明介质微粒具有聚光特性。当平面波照射到介质微粒上时，其背光一侧因光线汇聚而产生焦斑，即光子纳米喷流（photonicnanojet）。光子纳米喷流是一个非消逝的高强度电磁光束，可以应用在光刻、超分辨成像、低损耗波导以及超高密度光储存等光学领域。在实际应用中往往需要强度高、尺寸小、传播距离长的焦斑，因此介质微粒的聚光性能可以由光子纳米喷流的强度、半高全宽以及传播距离等参数来表征。通过改变微粒的材料

6、，结构，尺寸以及环境材料等参数来获得质量较好的光子纳米喷流已经发展为研究热点。本论文提出了两种双层类球介质微粒，使用CSTMicrowaveStudio仿真软件对其聚光特性进行理论研究。论文的主要工作和结果如下：1.研究双层半球介质微粒的聚光特性。该结构能在材料折射率与环境折射率之比大于2时将入射光汇聚在外部。在相同的条件下与均匀半球相比，其喷射长度和焦距明显增加。计算结果表明，双层半球介质微粒的壳-核半径比和材料折射率对光子纳米喷流的调控作用显著；当Rs:Rc=10:6时，可得到超长光子纳米喷流。在研究中得到了小于传统衍射极限λ/2的光子纳米喷流(ns=1

7、.6，nc=1.3），其半高全宽为167.8nm，不仅具有高度空间局域性，还具有较长的纵向尺寸，在远场操作中具有实用价值。2.研究以氟化钙微球为内核的双层包覆微球的聚光特性。根据仿真数据优化结构参数，结果表明球壳半径、材料和包覆率对其聚光性能的影响都是非单调的，优化得到的最优结构为Rc=1.5μm,nc=1.43,Rs=2.8μm,ns=1.65,80%包覆。结构优化后的双层包覆型介质微粒经不同波长的入射光照后都能产生具有亚波长束宽的光子纳米喷流，其喷射长度可达8.2μm。关键词：双层微粒聚焦特性光子纳米喷流光学器件IAbstractTheoreticalS

8、tudyonFocusingPropertiesof