鋁電漿子超穎介面於可見光偏振調控之研究

Abstract

近年來由於奈米技術日益發達，生活科技中對於資料處理以及訊息傳輸速度的要求也越來越高，因此許多奈米科技因應而生，而許多光電元件的尺寸亦越做越小。 光學元件藉由改變相位、振幅和偏振來將光的波前調製成我們所需要的狀態。傳統的光學元件是利用光的折射、反射和繞射在有適當的折射率介質中傳遞達成，藉此相位和偏振的改變是光在元件中行進時逐漸累積，因此有著厚重和應用波段受材料限制等問題。 超穎介面(metasurface)打破了這些問題，由次波長人造結構組成的超穎介面具有非凡的光調控能力，在廣闊的電磁波波段具有超薄光學元件應用的潛力，諸如透鏡、波片、全像片等。在相同的材質下，可以藉著改變次波長結構的尺寸、形狀和週期等就能改變其光學特性，讓光很快速的產生變化，並且將幾十奈米厚的結構排成陣列以後即能自由的調控波前。 本文主要研究與設計能任意調控偏振的超穎介面。由二維排列的鋁奈米棒/二氧化矽/鋁鏡所構成，能在全可見光波段具有效果。藉由特殊的相位調製方法和適當的結構週期排列設計，任意偏振的光即能產生。超薄且調製能力強的超穎介面對未來積體電路整合等十分有利。