雙層類球介質(zhì)微粒的聚光特性理論研究

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1、分類號(hào)：１０６３６：０４３９單位代碼密級(jí)：１１：公開(kāi)學(xué)號(hào)２０５０９０４００碩士學(xué)位論文中文論文題目：雙層類球介質(zhì)微粒的聚光特性理論英文論文題目：ＴｈｅｏｒｅｔｉｃａｌＳｔｕｄｙｏｎＦｏｃｕｓｉｎｇＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＴｗｏ－ｌａｙｅｒＳｐｈｅｒｉｃａｌＤｉｅｌｅｃｔｒｉｃＭｉｃｒｏｐａｒｔｉｃｌｅｓ論文作者：劉昀玥指導(dǎo)教師：李玲研究員專業(yè)名稱：凝聚態(tài)物理研究方向：微納光電材料與器件所在學(xué)院：物理與電子工程學(xué)院論文提交日期：年／月＜日論文答辯日期：山扣年Ｉ月＾＞日分類號(hào)：0439單位代碼

2、：10636密級(jí)：公開(kāi)學(xué)號(hào)：20150904010碩士學(xué)位論文中文論文題目：雙層類球介質(zhì)微粒的聚光特性理論研究英文論文題目：TheoreticalStudyonFocusingPropertiesofTwo-layerSphericalDielectricMicroparticles論文作者：劉昀玥指導(dǎo)教師：李玲研究員專業(yè)名稱：凝聚態(tài)物理研究方向：微納光電材料與器件所在學(xué)院：物理與電子工程學(xué)院論文提交日期：年月日論文答辯日期：年月日四川師范大學(xué)學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明：所呈交學(xué)位論文１是本人在導(dǎo)師務(wù)愈指導(dǎo)下。除文中：獨(dú)立講行研究￡作所鉸得果己

3、經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過(guò)的作品或成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均己在文中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。一致本人承諾：已提交的學(xué)位論文電子版與論文紙本的內(nèi)容。如因不符而引起的學(xué)術(shù)聲譽(yù)上的損失由本人自負(fù)。學(xué)位論文作者：簽字日期：少處年月心曰學(xué)位論文出版授權(quán)書本人完全同意《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)出版章程》“”（以下簡(jiǎn)稱章程），愿意將本人的碩士學(xué)位論文提交中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社在《中國(guó)優(yōu)秀博碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》中全文發(fā)表?！吨袊?guó)優(yōu)秀博碩

4、士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù)》可以以電子、網(wǎng)絡(luò)及其他數(shù)字媒體形式公幵出版，并同意編入ＣＮＫＩ《中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)》，在《中國(guó)博碩士學(xué)位論文評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)庫(kù)》中使用和在互聯(lián)網(wǎng)“”上傳播，同意按章程規(guī)定享受相關(guān)權(quán)益。作者簽名：叫響用＿＿禮１—年日論文題目：奴盔你？虹約ｎ鈐敘■ｍｍ黽畢業(yè)院校：四川師范大學(xué)畢業(yè)年份：２０１８年６月－）禮－所＆學(xué)院？々可神＆味ｉ擇存所學(xué)專業(yè)：徹說(shuō)明：本授權(quán)書由中國(guó)學(xué)術(shù)期刊（光盤版）電子雜志社保存。聯(lián)系電話：０１０－６２７９１９５１６２７９３１７６６２７９０６９３傳其：０１０－６２７９Ｉ８Ｍ通

5、信地址：北京清華大學(xué)郵局８４－４８信箱采編中心郵編：１０００８４摘要雙層類球介質(zhì)微粒的聚光特性理論研究凝聚態(tài)物理專業(yè)研究生劉昀玥指導(dǎo)教師李玲摘要尺寸與波長(zhǎng)相當(dāng)?shù)耐该鹘橘|(zhì)微粒具有聚光特性。當(dāng)平面波照射到介質(zhì)微粒上時(shí)，其背光一側(cè)因光線匯聚而產(chǎn)生焦斑，即光子納米噴流（photonicnanojet）。光子納米噴流是一個(gè)非消逝的高強(qiáng)度電磁光束，可以應(yīng)用在光刻、超分辨成像、低損耗波導(dǎo)以及超高密度光儲(chǔ)存等光學(xué)領(lǐng)域。在實(shí)際應(yīng)用中往往需要強(qiáng)度高、尺寸小、傳播距離長(zhǎng)的焦斑，因此介質(zhì)微粒的聚光性能可以由光子納米噴流的強(qiáng)度、半高全寬以及傳播距離等參數(shù)來(lái)表征。通過(guò)改變微粒的材料

6、，結(jié)構(gòu)，尺寸以及環(huán)境材料等參數(shù)來(lái)獲得質(zhì)量較好的光子納米噴流已經(jīng)發(fā)展為研究熱點(diǎn)。本論文提出了兩種雙層類球介質(zhì)微粒，使用CSTMicrowaveStudio仿真軟件對(duì)其聚光特性進(jìn)行理論研究。論文的主要工作和結(jié)果如下：1.研究雙層半球介質(zhì)微粒的聚光特性。該結(jié)構(gòu)能在材料折射率與環(huán)境折射率之比大于2時(shí)將入射光匯聚在外部。在相同的條件下與均勻半球相比，其噴射長(zhǎng)度和焦距明顯增加。計(jì)算結(jié)果表明，雙層半球介質(zhì)微粒的殼-核半徑比和材料折射率對(duì)光子納米噴流的調(diào)控作用顯著；當(dāng)Rs:Rc=10:6時(shí)，可得到超長(zhǎng)光子納米噴流。在研究中得到了小于傳統(tǒng)衍射極限λ/2的光子納米噴流(ns=1

7、.6，nc=1.3），其半高全寬為167.8nm，不僅具有高度空間局域性，還具有較長(zhǎng)的縱向尺寸，在遠(yuǎn)場(chǎng)操作中具有實(shí)用價(jià)值。2.研究以氟化鈣微球?yàn)閮?nèi)核的雙層包覆微球的聚光特性。根據(jù)仿真數(shù)據(jù)優(yōu)化結(jié)構(gòu)參數(shù)，結(jié)果表明球殼半徑、材料和包覆率對(duì)其聚光性能的影響都是非單調(diào)的，優(yōu)化得到的最優(yōu)結(jié)構(gòu)為Rc=1.5μm,nc=1.43,Rs=2.8μm,ns=1.65,80%包覆。結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的雙層包覆型介質(zhì)微粒經(jīng)不同波長(zhǎng)的入射光照后都能產(chǎn)生具有亞波長(zhǎng)束寬的光子納米噴流，其噴射長(zhǎng)度可達(dá)8.2μm。關(guān)鍵詞：雙層微粒聚焦特性光子納米噴流光學(xué)器件IAbstractTheoreticalS

8、tudyonFocusingPropertiesof