多层膜超材料宽带光吸收器的吸收特性与机理分析

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1、天津理工大学本科毕业设计说明书（毕业论文）学生姓名马驰届2014学院（系）理学院专业应用物理指导教师杨杨职称讲师摘要纳米光子学(nanophotincs)是光学范畴中成长最迅猛的光学分支之一，所牵涉的光学器件的特征、尺寸和波长等都在同量级其中，有工业界对此前景的看好和强大投入的同时还源自于市场的无限需求。例如，各类电子产品，如数码相机、手机、电脑等产品的大量需求致使图像传感成像器件有了大量的供应链。像丰田、飞利浦等对发光二极管(LED)和有机发光二极管(OLED)的钻研硕果曾经应用在其公司的产品中。学术界一直在探索

2、纳米光子学在各领域中的应用。多层膜宽带光吸收是在2012年由浙大的崔艳霞等人提出[1]。作者采用了慢光波导理论解释了光吸收机制。这种宽带光吸收器展现出优良的光吸收特性，但吸收机理较为复杂，可以从多个角度进行分析。例如，有报道从双曲色散波导角度加以分析[2]。该种宽带光吸收器一经提出便受到了研究者的广泛关注，也启发了更多的新型多层膜宽带吸收器的设计工作。通过本题目的研究设计过程对纳米结构吸收光时的机理有清晰的认识，掌握基本的电磁共振模式，即电偶极共振与磁偶极共振。通过本题目的训练，基本掌握数值仿真的建模步骤，初步理解

3、有限元算法的过程和步骤，并会算一些简单的有限元数值模型。通过本题目的训练，能够学会用matlab数据可视化的基本操作。通过查找文献、资料、应用学过的电磁学、电动力学、光学等课程知识，研究本题目的任务，查找相关的技术资料，提出设计方案。按照规定的时间，完成多层膜宽带光吸收器的建模、仿真和数据后处理。关键词：多层膜光吸收器表面等离子体波有限元算法电磁共振电偶极子磁偶极子宽带波ABSTRACTNanoPhotonics(nanophotincs)isoneofthemostrapidlygrowingbranchofop

4、tics,opticalcategory,characteristicsofopticaldevicesinvolvedinsizeandwavelengthareatthesameleveloftheindustrialcircles,prospectsandstronginvestmentatthesametimebutalsofromthemarketunlimiteddemand.Forexample,allkindsofelectronicproducts,suchasdigitalcamera,mobi

5、lephone,largedemandforcomputerproductssuchastheimagesensingimagingdevicehasalargenumberofsupplychain.LikeToyota,Philipsonlightemittingdiode(LED)andorganiclightemittingdiode(OLED)wasusedinthestudyaretheproductsofthecompany.Theacademiccommunityhasbeenexploringth

6、eapplicationofnanophotonicsinvariousfields.多层膜宽带光吸收是在2012年由浙大的崔艳霞等人提出[1]。作者采用了慢光波导理论解释了光吸收机制。这种宽带光吸收器展现出优良的光吸收特性，但吸收机理较为复杂，可以从多个角度进行分析。例如，有报道从双曲色散波导角度加以分析[2]。该种宽带光吸收器一经提出便受到了研究者的广泛关注，也启发了更多的新型多层膜宽带吸收器的设计工作。Multilayerbroadbandopticalabsorptionin2012byZhejiangUn

7、iversityCuiYanxiaetal[1].Theslowlightwaveguidetheoryexplainstheabsorptionmechanism.Thebroadbandlightabsorbershowexcellentlightabsorptionproperties,buttheabsorptionmechanismiscomplex,canbeanalyzedfrommultipleangles.Forexample,therearereportsof[2]fromhyperbolicd

8、ispersionangle.Thebroadbandlightabsorberwasproposedbytheresearchers'attention,alsoinspiredthedesignworkofthenewbroadbandmultilayerabsorbermore.通过本题目的研究设计过程对纳米结构吸收光时的机理有清晰的认识，掌握基本的电