1. 毕业设计(论文)主要目标:
近年来,微机电系统(MEMS),基于可调谐的元材料,在实际应用中被认为是实现超材料器件有源调谐最希望的候选材料。 对于传统的周期性微结构,一旦制备完成,由于尺寸固定,光学共振频率很难再次改变,因此,可调谐的共振吸收成为研究热点。近年来,很多研究工作都开始致力于开发主动调控光吸收的超构材料与人工微结构。电磁波吸收可以通过多种不同的微纳结构来实现,如光子晶体结构、棱镜结构、临界耦合结构、共振微腔结构、表面等离子体结构、光栅结构等。目前,将相变材料如VO2、GST等引入等离子体腔结构中,通过等离子体腔激发出的局域表面等离激元对外部介电环境异常敏感的特性来调整结构的吸收峰从而实现可调谐的吸收特性。但是,上述相变材料需要一定的外部物理场刺激,并且吸收峰调节有限。 本文提出一种基于微机电系统的可调谐超材料吸收器。可以通过适当的调控电压实现吸收峰的连续调控。并且不需要在特定的温度下进行。
2. 毕业设计(论文)主要内容:
通过微机电系统与传统的等离子体光学结构相结合,实现吸收峰的连续性的动态调控。
用于传感、光学开关等相关的应用。
1)研究微结构的数值计算方法。
3. 主要参考文献
[1] P. Pitchappa et al.Micro-electro-mechanically switchable near infrared complementary metamaterial absorber. Appl. Phys. Lett.104 (2014) 201114.[2]E. Yablonovitch. Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and electronics. Phys. Rev. Lett. 1987, 58: 2059.[3]S. John. Strong localization of photons in certain disordered dielectric superlattices. Phys. Rev. Lett. 1987, 58: 2486.[4]D. Zhu, Q. Zhao, H. Choi, T. Lu, A-E. Dane, D. Englund and K-K. Berggren. A scalable multi-photon coincidence detector based on superconducting nanowires. Nature Nanotechnol. 2018, 13: 596-601.[5]G. Zhao, H. Dong, Q. Liao, Y. Luo, H. Fu and W. Hu. Organic field-effect optical waveguides. Nature Commun. 2018, 9: 4790.[6]Y. Yao, M. Kats, P. Genevet, N. Yu, Y. Song, J. Kong and F. Capasso. Broad electrical tuning of graphene-loaded plasmonic antennas. Nano Lett. 2013 13: 1257-1263.[7]A. Michel, P. Zalden, D. Chigrin, M. Wuttig, A. Lindenberg and T. Taubner. Reversible optical switching of infrared antenna resonances with ultrathin phase-change layers using femtosecond laser pulses. ACS Photon. 2014 1: 833-842.
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