人工表面等离激元色散调控及应用

目录丛书序前言第1章 绪论11.1 表面等离激元11.1.1 基本概念11.1.2 色散特性21.1.3 奇偶模分析51.1.4 激发方式51.2 人工表面等离激元71.2.1 二维凹槽结构的本征模71.2.2 三维锯齿结构的本征模81.2.3 锯齿结构上的人工表面等离激元91.2.4 超表面激发的人工表面等离激元101.2.5 超材料与人工表面等离激元的关系111.2.6 人工表面等离激元的典型应用131.3 人工表面等离激元的色散特性及调控161.3.1 色散调控161.3.2 人工表面等离激元色散调控181.3.3 人工表面等离激元色散调控在隐身技术中的应用22参考文献22第2章 人工表面等离激元的基础理论与研究方法342.1 人工表面等离激元的基础理论342.1.1 传播方程342.1.2 场分布392.1.3 幅值和相位特性402.1.4 群速特性422.1.5 损耗特性432.2 典型人工表面等离激元结构432.2.1 金属短线的电偶极子模型432.2.2 锯齿结构的色散特性及调控462.2.3 鱼骨结构502.2.4 鱼骨结构的传输特性532.3 人工表面等离激元的仿真与实验方法562.3.1 仿真方法562.3.2 实验方法57参考文献58第3章 基于人工表面等离激元弱色散区调控的消色差器件603.1 消色差异常反射603.1.1 消色差色散条件603.1.2 SSPP结构设计与色散调控623.1.3 仿真验证643.1.4 实验验证663.2 消色差波束调控673.2.1 消色差色散条件683.2.2 结构设计与色散调控693.2.3 仿真验证713.2.4 实验验证733.3 消色差平板聚焦743.3.1 消色差平板聚焦色散条件753.3.2 一维平板聚焦透镜设计与实验验证763.3.3 二维平板聚焦透镜设计与实验验证803.4 本章小结87参考文献87第4章 基于人工表面等离激元弱色散区调控的电磁增透技术884.1 基于界面局域场调制的SSPP电磁增透结构884.1.1 基于SSPP局域场调制的增透原理884.1.2 SSPP增透结构设计914.2 SSPP增透夹芯结构954.2.1 设计原理954.2.2 结构设计及仿真984.2.3 样品加工及实验验证1034.3 SSPP增透栅格结构1064.3.1 金属方孔蜂窝传输特性1074.3.2 增透结构设计及机理1084.3.3 样品加工及实验验证1134.4 本章小结115参考文献115第5章 基于人工表面等离激元弱色散区调控的电磁调制器件1175.1 波前调制1175.1.1 人工表面等离激元结构单元1175.1.2 仿真验证1195.1.3 实验验证1225.2 极化调控1245.2.1 极化转换器件设计1245.2.2 仿真与实验1265.2.3 性能分析1275.3 多极化调制1305.3.1 多极化转换器件设计1305.3.2 性能分析1335.3.3 仿真与实验1345.4 非对称传输1365.4.1 非对称传输设计与仿真分析1365.4.2 实验验证1395.5 准连续几何相位调制1405.5.1 准连续的线性几何相位1405.5.2 几何相位调制器件设计1435.5.3 仿真分析1455.5.4 实验验证1465.6 幅值调制1495.6.1 旁瓣抑制的理论分析1495.6.2 幅值调制器件设计1505.6.3 仿真分析1535.6.4 实验验证1535.7 本章小结155参考文献155第6章 基于人工表面等离激元色散调控的小型化微波器件1576.1 基于人工表面等离激元弱色散区调控的小型化环行器1576.1.1 人工表面等离激元传输线1576.1.2 环行器设计1596.1.3 仿真和结果分析1616.1.4 环行器加工测试及结果分析1626.2 基于人工表面等离激元弱色散区调控的宽带环行器1656.2.1 设计原理1656.2.2 宽带环行器设计1666.2.3 仿真和结果分析1686.2.4 环行器加工测试以及结果分析1696.3 基于人工表面等离激元强-弱色散区综合调控的小型化滤波器1726.3.1 矩形波导的传播模式1726.3.2 SSPP传输线1746.3.3 馈电结构设计1766.3.4 滤波器设计1806.3.5 仿真和实验验证1826.4 本章小结184参考文献185第7章 基于人工表面等离激元强色散区调控的吸波结构1867.1 直线型SSPP吸波结构1867.1.1 吸波机理分析1867.1.2 波矢匹配设计1887.1.3 吸波栅格结构1907.1.4 吸波点阵结构1917.2 直线型SSPP吸波结构优化方法1957.2.1 优化流程1957.2.2 优化设计1967.2.3 实验验证2007.3 折线型SSPP吸波结构2017.3.1 结构设计和色散特性2027.3.2 宽带吸波结构2047.3.3 双带吸波结构2107.3.4 实验验证2117.3.5 低频吸波性能拓展2127.4 斜线型SSPP吸波结构2137.4.1 结构设计和色散特性2137.4.2 宽带吸波结构2157.4.3 双带吸波结构2187.4.4 实验验证2197.4.5 低频吸波性能拓展2207.5 交错型SSPP吸波结构2217.5.1 结构设计和色散特性2227.5.2 增强型宽带吸波结构2247.5.3 实验验证2257.5.4 低频吸波性能拓展2267.6 水平折线SSPP吸波结构2277.6.1 宽带吸波原理分析2277.6.2 超宽带吸波结构2327.6.3 实验验证2357.7 垂直折线SSPP吸波结构2377.7.1 宽带吸波原理分析2377.7.2 超宽带吸波结构2417.7.3 实验验证2437.8 组合垂直折线SSPP吸波结构2447.8.1 宽带吸波原理分析2457.8.2 超宽带吸波结构2487.8.3 实验验证2517.9 三维折线SSPP吸波结构2537.9.1 宽带吸波原理分析2537.9.2 超宽带吸波结构2567.9.3 实验验证2607.10 SSPP结构与超材料复合的吸波材料2617.10.1 吸波结构设计2617.10.2 仿真分析2647.10.3 实验验证2657.11 SSPP结构与磁性材料复合的吸波材料2667.11.1 吸波结构设计2677.11.2 仿真分析2707.11.3 实验验证2727.12 碳纤维SSPP吸波结构2737.12.1 设计原理2737.12.2 结构设计及仿真2787.12.3 样品加工及测试2837.13 本章小结288参考文献288第8章 基于人工表面等离激元强-弱色散区综合调控的频率选择结构2918.1 低通高阻频率选择结构2918.1.1 原理分析2918.1.2 仿真分析2938.1.3 实验验证2978.2 多通带频率选择结构2988.2.1 双通带频率选择结构2988.2.2 三通带频率选择结构3038.3 吸透一体化频率选择结构3078.3.1 结构设计与工作原理3078.3.2 仿真与实验验证3098.4 散透一体化频率选择结构3138.4.1 散透一体化频率选择结构设计3148.4.2 原理分析3158.4.3 仿真与实验验证3168.5 点阵型吸-透一体化频率选择结构3238.5.1 设计思路3238.5.2 带内透射型吸-透一体化频率选择结构3268.5.3 带内-带外双带透射型吸-透一体化频率选择结构3288.6 吸-透一体化波纹通道夹心结构3348.6.1 结构设计及仿真3348.6.2 吸-透机理分析3378.6.3 样品加工及实验验证3408.7 本章小结346参考文献346第9章 基于人工表面等离激元强色散区调控的时域波形调制结构3489.1 强色散介质的时域波形调制特性3489.1.1 群速色散介质3489.1.2 群速色散对时域波形的调制3509.1.3 色散与吸收的关系3519.2 基于电诱导人工表面等离激元的波形调制结构3529.2.1 色散特性3529.2.2 耦合效率3549.2.3 波形调制结构3569.2.4 结构参数对调制带宽、效率的影响3579.2.5 实验验证3599.3 基于磁诱导人工表面等离激元的波形调制结构3619.3.1 色散特性3619.3.2 群延迟时间与MSSPP波矢的关系3629.3.3 波形调制结构设计3649.3.4 实验验证3669.4 基于人工表面等离激元的反射型波形调制结构3689.4.1 色散特性3689.4.2 反射型波形调制结构设计3699.5 本章小结371参考文献372索引374