半导体/电光材料界面光栅诱导等离激元与亚波长耦合

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:good_loloo
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着时代的进步和人民物质文化需求的日益增长,虚拟现实技术(Virtual Reality)开始逐步走下神坛,进入我们的视野。作为虚拟现实技术的重要组成,立体显示技术近来得到了学术界和工业界的广泛关注和深入研究。由于具有传统基于双目视差的立体显示技术不具有的方便、抗疲劳等优点,全息立体显示技术逐渐成为了人们研究的热点;而其中,能够实现视频速率的全息记录介质材料的研究又成了重中之重。本论文对基于半导体Zn Se光导取向层液晶盒的全息光栅记录特性进行了深入探究,并对其中由于光导层的静电改性和光折变位相光栅诱导的表面等离极化激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)的激发及其通过亚波长尺度的能量耦合对材料全息记录特性的影响作了相应探讨。最后,作为电光材料表面二维电子气(2-dimensional elctron gas,2DEG)对覆层半导体薄膜改性的另一实例,我们选择具有ITO覆层的铌酸锂材料,在传统的半导体光导覆层单轴晶体体系中对相应的过程进行了实验探究和理论分析。首先,我们以C60掺杂的5CB液晶为材料主体,通过电子束蒸发的方式在传统的液晶全息记录介质系统中引入Zn Se光导取向层,将全息记录的响应速度提高了两个量级,实现了视频速率的记录响应;同时,我们对系统的光栅记录动态、增益系数、光栅衍射效率等基本特性随外加电压及光栅常数的变化规律进行了探索和分析;对非对称液晶盒的全息记录动态进行了研究,并对其中的电荷输运过程进行了理论分析。为进一步提高响应速度,我们将光敏剂替换成染料PM-597,研究了不同厚度参量下染料掺杂液晶系统的全息记录响应特性,发现了该系统中衍射动态的异常振荡以及较高浓度掺杂液晶盒中透射光束的反常散射现象,并通过SPP的引入对该现象做出了初步解释。随后,我们研究了不同染料掺杂浓度下液晶系统的光增益特性和反常散射特性。通过光电流的测量,我们对全息光栅记录实验中光导取向层和液晶界面上积累的电荷量进行了估计,结合半导体静电改性理论,对全息记录过程中位相光栅诱导激发的SPP及其通过亚波长尺度的能量耦合与光折变效应的相互作用进行了分析,并以此阐明了该系统的反常散射特性以及实验中二维光斑的成因。同时,为保证实验条件的一致性和测量的连贯性,我们设计制备了楔形的液晶盒,研究了C60掺杂系统中不同液晶层厚度下材料的光增益特性,测得了我们所知的迄今为止液晶材料中最高的指数增益系数(10574 cm-1);通过对系统偏振反射动态的研究,考虑液晶分子的取向对静电改性的贡献,进一步验证了SPP的激发及其参与的亚波长尺度的能量耦合对全息记录过程的影响。最后,为证实这种极性所致二维电子气对半导体覆层材料静电改性的普遍性,我们在具有微小楔角的-切割掺铁铌酸锂(Lithium Niobate,LN)系统中引入百纳米厚的氧化铟锡(Indium Tin Oxide,ITO)薄膜,在光栅记录和读出实验中观察到了大角散射、可见光范围的长程波导以及反常的背向散射,并和无ITO覆层的系统进行了比较实验和分析。考虑LN/ITO界面上铌酸锂自发极化造成的电荷积累,结合由铌酸锂的透射谱估算的等离子激元波长及进一步计算的电荷屏蔽厚度,证明了在该过程中SPP的激发并分析了SPP在光栅记录过程中的作用,阐明了实验中一系列反常现象的原因,并由此验证了通过静电改性激发SPP在极性电光材料下的普适性。本研究将为探索高响应速率、低电压调控的液晶全息记录材料提供理论指导,并为研究可调、低损耗的表面等离激元光波导提供新的思路,在实时全息显示和光集成通讯领域均有着可期的应用前景。
其他文献
论文结合广东省立中山图书馆的实践经验,初步探讨了古旧地方文献影印出版的意义、关键环节,并谈了四点建议。
数据是保险经营的基础,信息技术是保险企业的核心能力。纵观全球,保险业发展的历史,从某种意义上讲,就是信息化和数字化发展的历史。我国的现代保险业以1949年10月20日中国人
随着人们生活水平的不断提高和环保意识逐渐的增强,绿化面积越来越大,其中绿化区修剪的工作量也越来越繁重,为此设计了一种具有自主除草、化学除草和手动除草多种模式,并可适
从广义上讲,述无、反说、否认、贬抑、拒绝和劝阻均属"否定"范畴。不过语法学家对于否定的研究大都着眼于句子的谓语形式,所以有些语法学家把对否定句的探讨限定在带有否定主谓
金融行业业务系统,特别是关键业务的计算及存储任务主、要由小型机完成,随着业务量不断增长,互联网式高并发的场景逐年增加,小型机愈发不能满足业务要求,同时近年来小型机市
糖是人类赖以生存的物质之一,比如稻米、面条、山芋、土豆、水果等食物中都含有糖分。我们只要平时不挑食,所需的糖分都可以从食物中获得,不必另外吃糖。  过多地摄入糖分对人体很不利。有些专家称糖是人体健康的一大杀手,这话很有道理。因为糖是酸性食物,摄入过多会降低人体的抗病能力,导致易发感冒、龋齿、骨质疏松等症状。更为严重的是,食糖过多还可能影响视力和智力,导致发生高血压、心脏病、动脉硬化、糖尿病等。专家
期刊
本文提出一种多头与单头螺旋槽管管内单相流体对流传热准数方程的关联法,对普兰特数Pr从0.7到35的三种介质——空气、水及甘油与水的混合物进行了管内传热准数方程的关联,其
据招商银行和贝恩公司联合发布的报告统计,2014年全国个人总体持有的可投资资产规模达到112万亿人民币,相较2012年年均复合增长率达到16%,预期2015年达到129万亿。可观的市场价值
语言教学同语言的自然习得有根本的区别.语言教学在学校里进行,主要通过课堂教学来实现,有明确目的和周密计划,有教师的系统指导,是一种有组织的活动,也是一种自 Language t