表面等離激元納米結(jié)構(gòu)調(diào)控光的傳播及吸收特性研究.pdf

1、表面等離激元是由金屬表面自由振動的電子與入射光子相互作用而形成的一種沿界面?zhèn)鞑サ谋砻娌?。由于其具有在亞波長尺度操控光的非凡效應(yīng)，所以基于表面等離激元技術(shù)可以實現(xiàn)對傳統(tǒng)光學(xué)器件的小型化改進(jìn)或提高其相應(yīng)的性能指標(biāo)。本論文著重開展了其在調(diào)控光的傳播和光吸收方面的應(yīng)用研究。
　　在調(diào)控光的傳播方面，我們設(shè)計了一種新型的薄膜光束準(zhǔn)直器。已報道的薄膜光束準(zhǔn)直器通常采用的是制作難度較大的牛眼結(jié)構(gòu)，即在金屬薄膜上打一個納米通孔并在通孔出射面的周圍

2、刻蝕表面光柵。本文在第二章設(shè)計了一種由金屬/介質(zhì)多層膜與金屬光柵復(fù)合組成的新型薄膜光束準(zhǔn)直器，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的牛眼結(jié)構(gòu)，避免了納米通孔的制作，大大降低了器件的制作難度及成本。通過仿真獲得了最佳的光束準(zhǔn)直結(jié)構(gòu)，將高斯光束的發(fā)散角從6.51o減小為3.36o。論文在本章節(jié)中還詳細(xì)研究了其光束準(zhǔn)直性能對各個結(jié)構(gòu)參數(shù)的依賴性。
　　在調(diào)控光吸收方面，我們將表面等離激元應(yīng)用于有機太陽能電池（OSCs）中。雖然已經(jīng)有大量報道指出表面等離激元可以提

3、高 OSCs活性層的光吸收，然而很少有研究指出其所選擇的參比電池是否為最優(yōu)器件，這有可能導(dǎo)致表面等離激元對光吸收的增強因子被高估了。因此，本論文選擇了一個典型案例對該問題從理論的角度上展開了詳細(xì)探討。具體地，以具有基于PTB7：PCBM的倒置結(jié)構(gòu)OSCs作為研究對象，在其具有不同厚度活性層的內(nèi)部引入了周期排列的金屬小條，通過全面優(yōu)化金屬小條的相關(guān)結(jié)構(gòu)參數(shù)，獲得了基于表面等離激元的最佳OSCs器件，并與相應(yīng)的平直器件進(jìn)行對比，總結(jié)出了金屬