超透鏡的可調諧機理研究與數(shù)值仿真.pdf

1、光學成像技術是人們認識和研究微觀領域的重要技術手段，一直以來都是科學研究的重要方向之一。超透鏡成像技術利用表面等離子激元效應實現(xiàn)倏逝波成像，突破傳統(tǒng)的光學衍射極限，是目前光學成像領域的前沿研究方向。然而，目前超透鏡面臨的一個重要問題是，超透鏡結構一旦確定，由于金屬材料具有較高的色散特性，使得超透鏡的工作波長為單一波長，當入射波長發(fā)生改變時，其成像性能無法實時調諧。為了使超透鏡技術進一步實用化，還需要進一步研究，當入射波長發(fā)生改變時，如何

2、能夠實現(xiàn)成像性能的實時調諧。
　　本論文提出一種可調諧的超透鏡成像技術，當入射波長偏離原始的工作波長時，通過電光效應調節(jié)超透鏡中電介質的介電常數(shù)，來補償金屬的介電常數(shù)因色散而發(fā)生的改變，從而實現(xiàn)超透鏡的可調諧功能。本論文首先理論分析了遠場超透鏡和雙曲超透鏡的可調諧機理，然后在傳統(tǒng)的超透鏡結構的基礎上加以改進，設計出可調諧超透鏡的結構模型。并利用時域有限差分法對可調諧超透鏡結構進行模擬仿真，探索外部電場和各個成像性能參數(shù)之間的關系，

3、并對可調諧超透鏡的結構進行了優(yōu)化，提高了超透鏡的調諧靈敏度。最后對可調諧超透鏡的加工工藝展開初步的探討。
　　理論研究和數(shù)值仿真驗證分析的結果都顯示了可調諧超透鏡具有以下兩個新奇的功能:一方面，當入射波長偏離原始工作波長時，可調諧超透鏡通過調節(jié)外部電壓能夠對成像性能進行實時的調諧，拓寬了超透鏡的工作波長范圍，解決了實際應用中由于波長不匹配而造成超透鏡無法正常工作的難題;另一方面，可調諧超透鏡也能夠對物體成像的焦點位置進行實時的調諧