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k-abhängige optische Eigenschaften metall-dielektrischer Nanostrukturen

金属介电纳米结构的 k 相关光学特性

基本信息

批准号：
189200452
负责人：
Dr. Bruno Gompf
金额：
--
依托单位：
1. Physikalisches Institut
依托单位国家：
德国
项目类别：
Research Grants
财政年份：
2011
资助国家：
德国
起止时间：
2010-12-31 至 2014-12-31
项目状态：
已结题

来源：
https://gepris.dfg.de/gepris/projekt/189200452?language=en
关键词：
abh ngige optische Eigenschaften metall

项目摘要

Periodische metall-dielektrische Nanostrukturen mit „Einheitszellen“ kleiner als die Wellenlänge versprechen eine Vielzahl neuartiger Anwendungen. Es wird erwartet, dass sich mit diesen so genannten Metamaterialien völlig neue photonische Bauelemente verwirklichen lassen mit frei einstellbaren effektiven Permitivitäten und Permeabilitäten. Grundlage hierzu sind theoretische Ansätze, die auf der Annahme idealisierter effektiver optischer Eigenschaften basieren. Ziel des Projektes ist es, durch ellipsometrische Untersuchungen unter verschiedenen Einfallswinkeln und Variation des Azimuthwinkels an einfachen metalldielektrischen Nanostrukturen die vollständige optische Antwort dieser Systeme zu erfassen. Die so gewonnenen Daten sollen dann zum einen mit bi-anisotropen Modellen und zum anderen mit numerischen Methoden wie der „Fourier modal method“ verglichen werden. Durch ihre, im Verhältnis zur Wellenlänge nicht vernachlässigbar kleine Einheitszelle, ist zu erwarten, dass Metamaterialien prinzipiell räumliche Dispersion zeigen, ihre optischen Eigenschaften also k-abhängig sind. Vor diesen Hintergrund ist es erstaunlich, dass es bis heute keine systematischen ellipsometrischen Untersuchungen zu folgenden Fragestellungen gibt: Lassen sich metall-dielektrische Nanostrukturen überhaupt mit effektiven optischen Parametern beschreiben, und wenn ja, müssen dann nicht auch die gyrotropen Parameter (d.h. die Mischung elektrischer und magnetischer Komponenten) der bi-anisotropen Beschreibung berücksichtigt werden? Welche Strukturparameter beeinflussen die optische Anisotropie der Probe und wann werden die Strukturen z.B. optisch aktiv? Zur Beantwortung dieser Fragen sollen erstmalig aus Simulationen, wie der „Fourier modal method“, berechnete Müller- Matrix Elemente mit gemessenen und mit aus bi-anisotropen Modellen simulierten verglichen werden.

Periodische metall-dielektrische Nanostrukturen mit“Einheitszellen”kleiner als die Wellenlänge versprechen eine Vielzahl neuartiger Anwendungen. Es wird wartet，dass sich mit diesen so genannten Metamaterialien völlig neue photonische Bauelemente versatile klichen lassen mit frei einstellbaren effektiven Permitivitäten und Permabilitäten.基本的理论分析是基于Annahme的理想化的有效的光学特性。这是一个通过椭圆偏振测量在垂直入射和方位角变化下测量的光学系统。这样的数据只能用双各向异性模型来获得，而用“傅立叶模态法”的数值方法则可以得到韦尔登。因此，在Verhältnis zur Wellenlänge nicht vernachlässigbar kleine Einheitszelle，ist zu erwarten，dass Metamaterialien prinzipiell räumliche Dispersion zeigen，ihre optischen Eigenschaften also k-abhängig sind.在此基础上，本文首先介绍了两种新的系统化椭偏测量方法，即利用有效的光学参数对金属-介电纳米结构进行测量，然后再对陀螺仪参数（d.h.双各向异性材料的电、磁混合物（Mistchung elektrischer und magnetischer Componenten）能产生韦尔登效应？结构参数对探头光学各向异性的影响及韦尔登的结构特性. optisch aktiv？本文采用傅立叶模态法，用Müller-矩阵单元，用双各向异性模型进行数值模拟。