金膜—一维光子晶体结构的热辐射特性

【摘要】：目前,热辐射的相干特性引起了人们很大的兴趣,基于光子晶体结构产生相干热辐射的研究也越来越多,本文主要通过金膜-一维光子晶体结构激发表面波,从而对热辐射的相干性进行调控。 首先,模拟了单层金膜的光学特性,分析光学特性随厚度及入射角度的变化情况,对金膜介电函数进行讨论,在此基础上,研究其热辐射特性,以便和金膜-一维光子晶体结构的相干热辐射特性进行比较。另外,还单独模拟了一维光子晶体的反射谱,从而对一维光子晶体的禁带情况进行分析。 其次,运用传输矩阵法推导了金膜-一维光子晶体结构的反射率及透射率,从而模拟出了该结构的发射峰及空间角分布图,仿真了该结构的热辐射谱情况。进而分析了金膜与半无限一维光子晶体结构调节热辐射相干性的产生机理,论文中通过研究结构内部场强的分布情况,从能量的角度揭示相干热辐射的产生原因,并针对各结构参数以及光波入射角度变化对该结构热辐射特性的影响情况进行分析。 最后,仿真金膜-正负折射率交替一维光子晶体结构的反射谱和透射谱,从而根据基尔霍夫定律得出其相干热辐射的性质。文中分析了负折射率材料是如何影响整个结构的热辐射特性的,进而比较该结构与金膜-一维光子晶体结构热辐射特性的不同之处,并运用相关理论分析产生这种不同的原因。