光波段metamaterials的电磁诱导透明特性研究-光学工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 分类号： 密级： U D C ： 编号： 工学硕士学位论文 光波段 metamaterials 的电磁诱导透明特性研究 硕士研究生 ：那 波 指 导 教 师 ：史金辉 副教授 学 位 级 别 ：工学硕士 学科、专业 ：光学工程 所 在 单 位 ：理学院 论文提交日期 ：2013 年 12 月 论文答辩日期 ：2014 年 03 月 学位授予单位 ：哈尔滨工程大学 万方数据 万方数据 Classified Index: U.D.C: A Dissertation for the Degree of M. Eng Research on Electromagnetically Induced Transparency of Metamaterials at Optical Frequency Range Candidate: Na Bo Supervisor: Prof. Shi Jinhui Academic Degree Applied for: Master of Engineering Specialty: Optical Engineering Date of Submission: Dec. 2013 Date of Oral Examination: Mar. 2014 University: Harbin Engineering University 哈尔滨工程大学 学位论文原创性声明 本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。 有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注 明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文 的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声 明的法律结果由本人承担。 作者（签字）： 日期： 年 月 日 哈尔滨工程大学 学位论文授权使用声明 本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作 的知识产权属于哈尔滨工程大学。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送 交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进 行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的 全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一 署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。 本论文（□在授予学位后即可 □在授予学位 12 个月后 □解密后）由哈尔滨工程 大学送交有关部门进行保存、汇编等。 作者（签字）： 导师（签字）： 日期： 年 月 日 年 月 日 光波段 Metamaterials 的电磁诱导透明特性研究 摘 要 在过去的十多年里，超材料（metamaterials）得到众多领域科研工作者的关注，其 显示出许多新奇的物理现象，这些现象是常规媒质中不存在或者难以获得的。在近几年， 超材料中电磁诱导透明现象（electromagnetically-induced transparency，EIT）的研究也 备受关注，利用其亚波长二维平面结构的干涉效应实现窄的、低损耗的、大的群折射率 的谐振，使其在慢光、传感、非线性及光开关等领域得到重要的应用。利用超材料可以 实现从微波到可见光波段的电磁诱导透明现象，克服了量子系统内实现它存在的诸多难 题和复杂的实验条件。本文主要针对光波段超材料的电磁诱导透明现象进行理论研究， 借助数值仿真软件 CST 进行模拟仿真，设计几种不同的超材料结构，系统地研究这些 结构的设计方法、电磁特性和耦合机理，对推动该特性向实际应用方面发展具有一定的 意义。主要工作如下： (1) 基于亮暗模耦合机理设计一种平面超材料结构，采用电磁仿真方法分析该结构 的特性，该结构可以实现低损耗、高透过率的 EIT 现象，利用谐振处的电流密度和电磁 场分布进一步研究了亮暗模的耦合机理。 (2) 基于束缚模谐振设计一种平面超材料结构，由于两个亮模之间的耦合，可以实 现 EIT 的模拟，通过谐振处的电流密度和电磁场分布进一步研究束缚模谐振的耦合机 理。改变结构的非对称度，可以对结构的谐振特性与谐振频率进行调控，实现可调谐的 光波段超材料的 EIT 现象。 (3) 设计一种由两个耦合谐振器组成的平面超材料，由于亮模与暗模之间的干涉相 消将会导致一个高 Q 值的 EIT 透射峰出现，亮模与暗模之间的近场耦合也能发生干涉相 长导致吸收增加。研究结构参数对透射谱和吸收谱特性的影响，可以实现从 EIT 到 EIA 的转换。 (4) 设计一种双层超材料结构，由于上下两层谐振器之间的耦合导致谐振杂化现象， 将会得到多重透射峰现象。研究超材料结构参数对