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复旦学报（自然科学版） 2010年第6期49卷 757-763页

作者：辛骞骞居瓅戎瑞芬曾韡复旦大学材料科学系上海200433

用三维全矢量有限元时域差分方法计算了亚波长单孔以及二维周期性孔阵列的超透射特性,分析了平面波光源通过金属圆孔点阵后,透射曲线随着点阵周期、孔径、金属薄膜厚度、介质材料和金属材料变化的规律,以及局域表面等离子体和表面等离... 详细信息

用三维全矢量有限元时域差分方法计算了亚波长单孔以及二维周期性孔阵列的超透射特性,分析了平面波光源通过金属圆孔点阵后,透射曲线随着点阵周期、孔径、金属薄膜厚度、介质材料和金属材料变化的规律,以及局域表面等离子体和表面等离子体共振对超透射现象的影响.证实了表面等离子共振对透射曲线中透射谷的位置起到决定性作用,而透射峰的位置除了受到介质、金属材料和点阵周期的影响之外,还会随着金属薄膜的厚度的减薄和亚波长圆孔孔径的增大出现红移.用聚焦粒子束刻蚀制备了金/氧化硅演示结构,实测与仿真结果具有较好的一致性.

关键词：表面等离子体亚波长小孔超透射有限元时域差分

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表面等离子体激元透镜设计及其数值计算

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光学精密工程 2010年第4期18卷 831-835页

作者：史林兴王莉李华汤炳书淮海工学院理学院江苏连云港222005 连云港师范高等专科学校物理系江苏连云港222006

提出了一种新的表面等离子体激元透镜的设计方案,该方案通过在两个亚波长小孔的外表面放置电介质光栅实现对入射光束的有效会聚。利用遗传算法研究了波导中表面等离子体激元的色散关系,结果表明,通过调节亚波长小孔的宽度和介电常数可... 详细信息

提出了一种新的表面等离子体激元透镜的设计方案,该方案通过在两个亚波长小孔的外表面放置电介质光栅实现对入射光束的有效会聚。利用遗传算法研究了波导中表面等离子体激元的色散关系,结果表明,通过调节亚波长小孔的宽度和介电常数可以有效地调控有效折射率,从而实现对亚波长金属平板波导结构中表面等离子体激元传播特性的调控。利用时域有限差分方法(FDTD)结合完美匹配层(PML)边界条件数值模拟了此结构中的光场分布,讨论了光栅周期数对成像特性的影响,从而深入理解了纳米聚焦效应的物理机制。结果显示,随着表面光栅数的增多,焦距和焦斑大小都在增加。光栅数从5增加至11时,焦距由1.715μm增大至2.325μm,焦斑大小由0.615μm增大至1.715μm,这一结构有可能被用作未来集成光路中的纳米聚焦器件。

关键词：金属波导表面等离子体激元透镜亚波长小孔时域有限差分法

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基于空心碳球的超黑涂层的制备与性能研究

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上海航天（中英文） 2020年第3期37卷 38-44页

作者：胡越凡曹康丽荣昊刘刚周博潘阳阳李瑜婧李垚赵九蓬潘磊哈尔滨工业大学化工与化学学院黑龙江哈尔滨150001 上海卫星装备研究所上海200240 哈尔滨工业大学航天学院复合结构与材料研究所黑龙江哈尔滨150001

针对空间光学系统中的杂散光抑制难题,设计并制备了基于空心碳球(HCS)的超黑涂层。对涂层的颜基比进行优化,发现在最佳颜基比1∶2的条件下,可获得高达0.983的太阳吸收比,结合力等级为2级,符合应用要求。研究表明:在涂层成膜过程中,黏合... 详细信息

针对空间光学系统中的杂散光抑制难题,设计并制备了基于空心碳球(HCS)的超黑涂层。对涂层的颜基比进行优化,发现在最佳颜基比1∶2的条件下,可获得高达0.983的太阳吸收比,结合力等级为2级,符合应用要求。研究表明:在涂层成膜过程中,黏合剂并未进入HCS中空部分,保留的亚波长小孔可有效降低涂层表观折射率,从而降低涂层在太阳波段上的反射率;HSC团聚形成的颗粒有助于涂层形成微米级陷光结构,进一步提高涂层的太阳吸收比。

关键词：杂散光空心碳球太阳吸收比结合力颜基比亚波长小孔陷光结构

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镀膜探针尖场增强及金属环栅透镜的模拟研究

镀膜探针尖场增强及金属环栅透镜的模拟研究

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作者：祝雷大连理工大学

学位级别：硕士

扫描近场光学显微镜(SNOM)的发明使得显微镜的空间分辨率能够突破衍射极限。传统的扫描近场光学显微镜多采用小孔径探针，而散射型扫描近场光学显微镜由于其在分辨率及拉曼信号探测方面的优点，近年来在实验和理论方面都引起人们越来越... 详细信息

扫描近场光学显微镜(SNOM)的发明使得显微镜的空间分辨率能够突破衍射极限。传统的扫描近场光学显微镜多采用小孔径探针，而散射型扫描近场光学显微镜由于其在分辨率及拉曼信号探测方面的优点，近年来在实验和理论方面都引起人们越来越多的关注。探针尖端电场的增强情况是散射型扫描近场光学显微镜一个很重要的参数。我们用色散介质的时域有限差分法数值模拟在p极化平面波侧面照射下，镀银膜光探针尖扫描纳米银球模型下产生的电场增强分布。分别讨论了不同镀膜厚度光探针，不同针尖与纳米银球间距，银膜长度不同，膜长不变银膜厚度非均匀的光探针电场增强情况。数值结果表明：当探针尖与纳米银球间距一定(3nm)、镀膜长度为180nm时，镀膜厚度为20nm-50nm，电场增强最大。当镀膜厚度为30nm、镀膜长度为180nm时，探针尖与纳米小球的之间的距离为1nm，电场增强最大。当探针尖与纳米银球间距一定时(3nm)、镀膜厚度不变(30nm)时，镀膜厚度均匀、银膜长为180nm的探针的电场增强最大;该探针的场增强因子与同样尺寸的银探针场增强因子接近，分辨率也一致。银膜厚度不均匀对“热点”处的电场增强因子有很大影响。随着SNOM的广泛使用及超高传输现象的发现，越来越多的人投入到小孔透射的研究中。由于表面等离子激元波的存在，周期性波纹围绕的单孔对光束具有聚焦功能。利用周期性波纹围绕的单孔的这种功能，使得金属环栅透镜的设想成为可能。我们首先分析金属环栅透镜的原理，发现金属环栅透镜的出射光波形和方向与透镜上的缝高和缝宽有关。我们通过改变这种透镜上的缝高和缝宽进而改变出射光的相位和出射方向。用时域有限差分法模拟的结果与理论分析基本一致。

关键词：时域有限差分法(FDTD) 近场光学场增强亚波长小孔金属环栅透镜

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