基于表面等離激元的太赫茲手性依賴透射及偏振控制

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1、基于表面等離激元的太赫茲手性依賴透射及偏振控制Chiral-dependentTerahertzTransmissionandPolarizationControlBasedonSurfacePlasmons領(lǐng)域:光學(xué)工程作者姓名:熊小雨指導(dǎo)教師:韓家廣教授企業(yè)導(dǎo)師:趙紅衛(wèi)副研究員天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一七年十一月獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成杲,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外,論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得天津大學(xué)或其

2、他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意?!W(xué)位論文作者簽名:卸纊日、l司旬簽字日期:2°丨7年8日`2月學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索,并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明)學(xué)位論文作者簽名:舷yl、雨導(dǎo)師簽名:

3、紆簽字日崩:2。月8日簽字日期:冫。I7年P(guān)日`7年`冫`)月摘要太赫茲波段因其獨(dú)特的性質(zhì)吸引著大量學(xué)者的關(guān)注,近年來,太赫茲技術(shù)在高速通訊、雷達(dá)探測、安全檢查和藥物檢測等領(lǐng)域都展現(xiàn)出了巨大的應(yīng)用潛力。太赫茲技術(shù)的進(jìn)步需要高效的太赫茲源、探測器和各種工作在太赫茲波段的功能器件。目前,太赫茲源和探測器已經(jīng)取得了重大的進(jìn)步,但是太赫茲功能器件發(fā)展相對緩慢。超表面的提出為太赫茲功能器件的研究提供了新的手段。本論文提出了一種基于超表面等離激元的超構(gòu)孔結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了:1.手性依賴的太赫茲透射。本文提出了一種新型的手性依賴的透射

4、超表面,與傳統(tǒng)的手性超表面區(qū)別之處在于通過超構(gòu)孔結(jié)構(gòu)引入了具有手性依賴的傳播表面等離激元和自旋相關(guān)的干涉,實(shí)現(xiàn)了手性依賴透射的調(diào)控。理論分析顯示自旋-軌道角動量轉(zhuǎn)換在其工作過程中起著主要的作用。2.太赫茲偏振出射控制。使用本文所提出的超構(gòu)孔結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)不同于手性依賴透射的自旋-軌道角動量轉(zhuǎn)換,得到兩個不同手性的圓偏振光的干涉,實(shí)現(xiàn)了出射太赫茲的偏振控制。因?yàn)槿魏纹駪B(tài)都可以由兩個圓偏振態(tài)干涉而得,所以,通過設(shè)計(jì)兩部分干涉光的振幅和相位匹配,可以得到任意偏振態(tài)。關(guān)鍵詞:太赫茲波超表面表面等離激元軌道角動量手性依賴偏振控

5、制ABSTRACTInrecentyears,terahertz(THz)technologyhaveattractedhugeattentionsowningtoitsuniqueproperties,whichexhibitsgreatpotentialinhigh-speedcommunications,radar,securitycheck,drugtestingandsoon.ThedevelopmentoftheTHztechnologiesrequiresefficientTHzsources,det

6、ectorsandvariousfunctiondevices.Sofar,significantprogresseshavebeenmadeintheTHzsourcesanddetectors,however,thecorrespondingTHzfunctiondeviceisstilllacking.TheemergenceofmetasurfacesprovidesanewwayfordevelopingtheTHzfunctiondevices.Inthispaper,weproposedameta-h

7、olestructurebasedonsurfaceplasmonsexcitedbymetasurfaces,andwerealized:1.Chiral-dependentterahertztransmission:Inthisthesis,weproposedanewchiral-dependenttransmission-typemetasurface.Comparingtoconventionalchiralmetasurface,weintroducechiral-dependentpropagatin

8、gsurfaceplasmonsandspin-selectiveinterferenceusingameta-holestructure.Giantchiral-dependentterahertztransmissionisachieved.Theoreticalanalysisshowsthatspin-orbitalangularmomentumco

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