超薄二维石墨烯薄膜光学吸收特性的理论研究

目录

声明

1 绪论

1.1 选题背景

1.2 石墨烯的概述与意义

1.2.1 石墨烯简介

1.2.2 石墨烯的性质

1.2.3 石墨烯的电导率模型

1.3 表面等离激元

1.3.1 局域表面等离激元共振

1.3.2 传播表面等离极化激元

1.3.3 石墨烯表面等离激元与 TE波和 TM波的色散关系

1.4 石墨烯表面等离激元的国内外研究现状及应用

1.4.1 石墨烯表面等离激元在光学器件上的应用

1.4.2 表面等离激元在生物传感器上的应用

1.4.3 石墨烯表面等离激元在调制器上的应用

1.5 论文的主要研究内容及创新点

1.5.1 论文的主要研究内容

1.5.2 论文的创新点

2 理论基础和数值计算方法

2.1 引言

2.2 理论基础

2.2.1 麦克斯韦方程组

2.2.2 阻抗匹配理论

2.2.3 临界耦合理论

2.3 数值计算方法—时域有限差分方法

2.4 Drude模型

2.5 本章小结

3 基于哑铃形石墨烯的表面等离激元超材料阵列吸收器

3.1 引言

3.2 模型结构与方法

3.3 结果分析与讨论

3.3.1 矩形、条状、圆形和哑铃形石墨烯结构的吸收性能

3.3.2 几何参数对哑铃形石墨烯结构吸收性能的影响

3.3.3 TM偏振时入射角对吸收性能的影响

3.3.4 矩形、条状、圆形和哑铃形石墨烯超材料结构的吸收增强和可调控特性

3.3.5 双层哑铃形石墨烯阵列结构的吸收性能

3.4 本章小结

4 基于周期性排列的分裂环石墨烯超材料阵列结构的三频段完美吸收器

4.1 引言

4.2 模型结构与方法

4.3 结果分析与讨论

4.3.1 几何参数对分裂环石墨烯超材料阵列结构光吸收的影响

4.3.2 化学势和弛豫时间对分裂环石墨烯超材料阵列结构吸收性能的影响

4.3.3 分裂环石墨烯超材料阵列结构的传感性能

4.4 本章小结

5 基于临界耦合理论的超窄带石墨烯完美吸收器

5.1 引言

5.2 模型结构与方法

5.3 结果分析与讨论

5.3.1 TM和 TE偏振的吸收特性和临界耦合状态分析

5.3.2 共振与非共振状态的电场分布

5.3.3 几何参数对结构吸收性能的影响

5.3.4 结构周期与共振峰波长的关系

5.3.5 结构的传感性能

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 总结

6.2 展望

致 谢

参考文献

攻读学位期间取得的研究成果

（一）公开发表的论文 (以第一作者身份发表论文 9篇，其余为参与作者 )

（三）学术会议