太赫兹波段金属亚波长周期结构宽谱异常透射的研究

摘要

异常透射是亚波长孔径在某些波长出现异常透射峰的现象，其窄带性一直是限制其应用的重要因素。近年来，宽谱透射引起了很多研究者的注意，研究的是在特定大角度下入射时，采用金属光栅结构，得到在太赫兹波段的宽谱异常透射。此角度与波长无关，仅与光栅缝宽与周期之比值相关，被称作布儒斯特角。
　　传输线模型将微结构阵列看成整体，特定斜角度入射时满足了阻抗匹配的条件，从而透射最大。对金属光栅内自由电荷传输的描述则提供了内部变化的更细致的画面，斜入射时入射波给表面自由电子提供了向下的驱动力使其能在壁内传播，从而形成了伪表面等离子体，伪表面等离子体的传播在出口处被阻隔而形成了振荡电荷，激发出了透射波，使透射最大。
　　本论文首先仿真计算了在大角度入射下，太赫兹波段金属光栅的宽谱异常透射现象。仿真验证了在太赫兹波段布儒斯特角的存在，在布儒斯特角度下入射下，波长大于一定值时会开始出现平坦宽谱透射。光栅的横向尺寸会对宽谱透射产生影响，厚度则不会对其产生影响。
　　利用光刻的方法成功的做出了符合条件的，线条清晰的太赫兹波段的亚波长金属光栅样品，采用的是剥离法。之后自己设计夹具，克服大角度入射的实验困难，对样品进行了测量，得到了完整的太赫兹波段的金属光栅的透射率角度谱，并对结果进行了分析。实验结果基本验证了仿真的预测，观察到了透射率随着入射角的变化，也从实验上证实了了在布儒斯特角度下入射时，在太赫兹波段宽谱平坦透射的存在。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

1 绪论

1.1太赫兹波简介

1.2透射增强现象

1.3 宽谱透射增强现象

1.4 太赫兹时域光谱技术

1.5 本论文工作

2太赫兹波段宽谱透射增强的仿真计算

2.1金属光栅角度谱基本情况

2.2极端亚波长情况仿真计算

2.3太赫兹波段具体计算

2.4内部机制讨论

2.5本章总结

3金属光栅样品的制作

3.1制作方法的选定

3.2光刻制作过程

3.3 金属光栅样品实物

3.4 本章总结

4角度谱的实验测量及结果分析

4.1实验系统介绍及准备

4.2深亚波长角度谱测量结果及分析

4.3 太赫兹波段亚波长实验结果

4.3 本章总结

5 总结与展望

致谢

参考文献