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超材料是一种人工合成的复合材料,它具有自然界中材料所不具备的超常物理性质。随着人们对超材料的深入研究,它的概念得到了扩展,研究重点也从超材料的基本特性发展到它的应用上。 本文主要研究了金属开口谐振环(SRR)与金属纳米线结构的基本特性和应用。 首先,我们研究了金属开口谐振环(SRR)结构在入射电磁波作用下的电磁响应特性。接着,我们研究了影响SRR谐振特性的因素,包括单元结构尺寸、单元之间的相互作用以及周围介质环境三方面。 其次,我们基于SRR结构,用外加偏压法实现了超材料谐振特性的调控,反偏电压从0V变化到-8V时,谐振波长偏移约250nm。此外,我们还提出一种新的调控方式,通过改变入射光的偏振方向来改变SRR的谐振波长,不需要外加激励源。这种新的调控方式是作用在对偏振光更加敏感的双开口金属谐振环(SRR)结构上,当偏振角改变60°时,谐振波长偏移约150nm。 本文中我们还研究了双开口SRR与金属纳米线两种结构偏振特性的应用。首先,研究表明这种双开口SRR结构只允许特定偏振方向的光透过,而阻挡与之正交方向的偏振分量,因此可以用作偏振选择器。其次,我们针对金属纳米线结构主要研究了两方面的应用,分别为可编码超材料和显示可控超材料。根据金属纳米线两种不同的排布方式可以编码为“0”码和“1”码,再根据透射光强度差异对其进行解码。把这种结构用于显示时,由于不同的排布方式对入射光的透过率不同,因此可以得到相应位置的亮暗显示,并且通过改变入射光的偏振方向可以变换显示状态。