目錄
下冊
序一
序二
前言
第四篇亞波長電磁器件及系統
第14章相位型光學超構表面3
14.1相位型超表面分類3
14.2相位型器件設計方法3
14.2.1電磁偏折器4
14.2.2平面透鏡4
14.2.3相位型電磁超振蕩透鏡5
14.2.4渦旋光產生器6
14.2.5貝塞爾光束產生器7
14.2.6相位型計算全息圖7
14.3傳輸相位型超表面器件10
14.3.1SP波導傳輸相位超表面器件11
14.3.2等效折射率型介質超表面器件23
14.4電路型相位超表面器件25
14.4.1反射式電路型相位超表面器件28
14.4.2透射式電路型相位超表面器件33
14.5幾何相位型超表面器件35
14.5.1幾何相位型超表面透射器件35
14.5.2幾何相位型超表面反射全息器件59
14.6電路型|幾何相位相結合的超表面器件61
14.6.1V形光天線對電磁波的振幅和相位調制62
14.6.2V形結構光束偏折器64
14.6.3V形結構聚焦透鏡64
14.6.4V形結構渦旋光束產生器66
14.6.5V形結構全息器件67
14.6.6C形結構超構表面68
參考文獻69
第15章懸鏈線光學74
15.1光學中的曲面和曲線74
15.1.1折反射光學中的曲面問題74
15.1.2光學測地線中的曲面問題77
15.1.3平面光學中的曲線問題81
15.2光學懸鏈線82
15.2.1懸鏈線方程82
15.2.2折反射光學中的懸鏈線86
15.2.3光學測地線中的懸鏈線87
15.2.4平面光學中的懸鏈線91
15.3平面光學懸鏈線的應用94
15.3.1異常偏折及自旋霍爾效應94
15.3.2貝塞爾光束產生96
15.3.3完美渦旋光束產生100
15.3.4平面光學懸鏈線的變形及應用103
15.3.5相干技術提高光學懸鏈線結構器件效率105
參考文獻111
第16章亞波長電磁吸收技術113
16.1經典吸波材料及理論113
16.1.1Salisbury吸收屏114
16.1.2Jaumann吸波體115
16.1.3Planck-Rozanov帶寬{厚度極限117
16.2亞波長電磁吸收材料的設計思路118
16.2.1傳播波|束縛波轉換118
16.2.2基于電磁諧振的局域電磁吸收119
16.2.3超表面理想電磁吸收模型123
16.3基于兩波轉換的電磁吸收器124
16.3.1金屬孔陣列中的完美電磁吸收125
16.3.2結構參數對吸收特性的影響126
16.3.3孔陣列吸波材料的帶寬拓展方法127
16.4大角度電磁吸收超材料130
16.4.1基于金屬線對的大角度吸收器130
16.4.2六方晶格排布的全向電磁吸收器132
16.5基于理想吸收超表面的寬帶電磁吸收材料135
16.6基于金屬球腔的光波段寬帶電磁吸收材料138
16.7可見光透明寬帶電磁吸收材料141
16.8相干完美吸收144
16.8.1基于導電薄膜的超寬帶相干吸收145
16.8.2基于鏡像原理的大角度相干吸收器150
16.8.3基于相干吸收的光邏輯運算153
16.9其他亞波長電磁吸收器155
16.9.1基于衍射調控的寬帶太赫茲電磁吸收材料155
16.9.2可調諧吸波材料157
16.9.3基于電磁吸收材料的熱輻射調控160
16.9.4基于垂直生長碳納米管的寬帶光波吸收器163
參考文獻165
第17章亞波長偏振調制技術169
17.1電磁波的偏振特性170
17.1.1電磁波偏振基本理論170
17.1.2電磁波偏振的表示方法172
17.2傳統偏振調制技術和偏振檢測技術175
17.2.1傳統偏振器件175
17.2.2偏振技術的應用176
17.3基于各向異性亞波長結構的偏振調制器件178
17.3.1各向異性亞波長結構的分析方法178
17.3.2各向異性亞波長結構偏振調制研究進展179
17.3.3超薄各向異性圓偏振器179
17.3.4偏振轉換的色散調制數理模型.182
17.3.5基于二維色散調制的寬帶偏振轉換器件186
17.4基于手性亞波長結構的偏振調制器191
17.4.1手性材料的分析方法191
17.4.2手性亞波長結構偏振調制研究進展195
17.4.3多頻多偏振態(tài)平面手性圓偏振器198
17.4.4四頻點低損耗手性圓偏振器202
17.4.5雙頻手性線偏振轉換器件205
17.4.6同時具備圓二色性和旋光性的偏振轉換器208
17.4.7非本征的亞波長手性結構209
17.4.8光學手性近場增強效應210
17.4.9亞波長手性結構的其他特性212
17.5亞波長結構相干偏振轉換213
17.5.1理論模型213
17.5.2金屬網格實現超寬帶相干偏振轉換215
17.5.3三維手性亞波長結構中的相干偏振轉換218
參考文獻220
第18章亞波長天線和輻射技術223
18.1天線的基本參數223
18.1.1輻射方向圖223
18.1.2方向性系數224
18.1.3天線的輻射效率和增益225
18.1.4輸入阻抗及駐波比225
18.1.5天線的偏振態(tài)226
18.1.6天線的帶寬226
18.2常用的微波天線種類227
18.2.1貼片天線227
18.2.2喇叭天線228
18.2.3偶極子天線228
18.3基于亞波長結構的微波天線技術229
18.3.1亞波長結構高方向性天線229
18.3.2亞波長結構偏振調制天線246
18.3.3亞波長結構輻射方向調控天線253
18.3.4基于亞波長結構的天線寬帶化設計266
18.4納米光學天線技術271
18.4.1納米光學天線研究背景272
18.4.2納米光學天線概念的提出272
18.4.3納米光學天線的研究進展與應用274
18.5金屬溝槽陣列光學天線280
18.5.1亞波長溝槽結構的電磁調制理論280
18.5.2單方向定向輻射金屬溝槽陣列天線281
18.5.3多方向定向輻射金屬溝槽陣列天線286
18.5.4角寬可控均勻輻射金屬溝槽陣列天線290
18.6基于溝槽陣列結構的金屬微結構天線295
18.6.1基于亞波長周期溝槽結構的高方向性縫隙天線295
18.6.2集成周期溝槽加載型微帶貼片天線298
18.7納米激光器299
18.8小結301
參考文獻302
第19章表面等離子體傳感技術310
19.1表面等離子體共振傳感技術310
19.1.1表面等離子體共振傳感的基本原理及結構310
19.1.2SPR傳感器的靈敏度312
19.1.3表面等離子體共振成像312
19.1.4SPR傳感器的特點313
19.2局域表面等離子體共振傳感技術314
19.2.1LSPR傳感技術的概念及特點314
19.2.2球形納米粒子的LSPR316
19.2.3典型納米粒子的制備方法318
19.2.4基于納米球光刻的LSPR傳感器323
19.3表面增強拉曼散射傳感技術333
19.3.1SERS概念333
19.3.2SERS機理335
19.3.3金屬納米結構的電磁場增強效應336
19.3.4基于AgFON的葡萄糖探測343
參考文獻347
第20章亞波長隱身和反隱身技術349
20.1隱身技術概述349
20.1.1隱身技術的概念349
20.1.2隱身技術發(fā)展歷史349
20.1.3雷達隱身技術352
20.1.4紅外隱身技術355
20.2基于吸波材料的電磁隱身技術357
20.3基于虛擬賦形的電磁隱身技術357
20.3.1基于變換光學的隱身衣357
20.3.2基于超表面的虛擬賦形362
20.3.3基于零折射率材料的RCS縮減技術367
20.4反隱身技術概述370
20.4.1傳統隱身技術存在的問題371
20.4.2反隱身的主要技術手段371
參考文獻375
第21章亞波長電磁仿生學378
21.1自然界中的光學結構378
21.1.1植物中的微納光學結構378
21.1.2動物中的微納光學結構382
21.2結構色的成色機理391
21.2.1膜層干涉效應392
21.2.2衍射效應393
21.2.3散射效應394
21.3亞波長光學仿生器件395
21.3.1復眼結構的亞波長仿生技術395
21.3.2消反膜的仿生技術398
21.3.3偏振調制亞波長仿生技術402
21.4人工仿生結構色407
21.4.1具有光子晶體結構色的蠶絲織物408
21.4.2基于納米金屬結構色的高分辨率彩色濾光片408
21.5仿生加工方法419
參考文獻421
第22章亞波長電磁動態(tài)和智能器件424
22.1基于亞波長結構的波束掃描天線424
22.1.1動態(tài)相位調制原理425
22.1.2相位調制材料對電磁波輻射方向的調控原理426
22.1.3基于頻率選擇表面的掃描天線427
22.1.4基于反射陣列的波束掃描天線438
22.1.5基于傳輸陣列的波束掃描天線439
22.2基于亞波長結構的智能電磁吸收447
22.2.1基于二極管的L波段動態(tài)電磁吸收結構449
22.2.2基于石墨烯的太赫茲波段動態(tài)電磁吸收器件455
22.3偏振動態(tài)調控亞波長結構460
22.3.1手性智能偏振調控結構460
22.3.2各向異性動態(tài)偏振調控結構463
22.4基于柔性可延展材料的智能器件465
參考文獻468
第23章平面亞波長成像技術472
23.1小孔成像技術472
23.2波帶片成像474
23.3光子篩成像478
23.4平面衍射成像480
23.4.1平面衍射透鏡設計480
23.4.2平面衍射透鏡的色散特性481
23.4.3平面衍射透鏡的色散補償483
23.4.4基于平面衍射透鏡的望遠鏡系統486
23.4.5輕量化平面衍射透鏡成像實驗系統491
23.5超表面紅外成像496
23.6其他微納結構成像499
參考文獻501
第五篇超衍射光學
第24章遠場超衍射成像505
24.1衍射極限與超衍射光學505
24.1.1衍射極限概述505
24.1.2衍射受限的經典和量子理論507
24.1.3廣義衍射極限及超衍射光學509
24.2傳統分辨力增強技術510
24.2.1共聚焦激光掃描顯微鏡510
24.2.2結構光照明超分辨技術512
24.3基于超振蕩光場的超衍射遠場成像514
24.3.1從光瞳濾波器到超振蕩514
24.3.2Bessel光束超衍射成像517
24.3.3基于長橢球函數的超振蕩光瞳濾波器519
24.3.4超振蕩望遠鏡520
24.4微球超衍射成像532
24.5熒光超衍射成像技術534
24.5.1受激輻射損耗超分辨技術534
24.5.2基于單分子定位的熒光超分辨顯微技術543
參考文獻543
第25章近場超衍射成像547
25.1衍射極限與近場衍射極限547
25.2基于超透鏡的超衍射成像549
25.2.1超透鏡成像的基本理論549
25.2.2基于金屬{介質多層膜的超分辨成像551
25.3基于超透鏡的超衍射相襯成像555
25.3.1超衍射SP相襯成像技術原理555
25.3.2基于MIM透鏡的超衍射相襯成像557
25.3.3MIM結構透鏡的折射率差分辨力559
25.3.4MIM結構透鏡的空間分辨力560
25.3.5MIM結構透鏡相襯成像的實驗驗證561
25.4基于雙曲超透鏡的超衍射放大和縮小成像563
25.4.1基于雙曲透鏡的縮小成像564
25.4.2雙曲透鏡和超透鏡組合成像方法568
25.4.3平板結構超分辨縮小成像設計方法569
參考文獻574
第26章超衍射光刻576
26.1傳統光刻分辨力增強技術576
26.1.1相移掩模技術576
26.1.2離軸照明技術578
26.1.3鄰近效應校正579
26.1.4光瞳濾波技術580
26.2表面等離子體超衍射光刻581
26.2.1表面等離子體超衍射干涉光刻581
26.2.2表面等離子體超衍射成像光刻597
26.2.3表面等離子體超衍射聚焦直寫光刻617
26.3遠場超衍射光束直寫光刻621
26.3.1基于多光子吸收效應的雙光束超衍射直寫622
26.3.2基于單光子吸收的超衍射光束直寫624
26.3.3基于吸收率調制材料的超衍射光束直寫625
參考文獻626
第27章超衍射傳輸631
27.1表面等離子體波導631
27.1.1金屬納米顆粒波導631
27.1.2金屬薄膜、條帶及納米線波導632
27.1.3金屬狹縫波導633
27.1.4混合型表面等離子體波導634
27.1.5石墨烯表面等離子體波導635
27.1.6有源和非線性波導636
27.1.7等離子體波導與傳統光學納米線的融合638
27.2表面等離子體波導器件640
27.2.1激光器640
27.2.2濾波器641
27.2.3分束器646
27.2.4調制器650
27.3表面等離子體波導中的新穎現象656
27.3.1類電磁誘導透明656
27.3.2軌道角動量的超衍射傳輸661
參考文獻664
后記668
名詞索引676
縮寫索引691
上冊
第一篇亞波長電磁學基礎
第1章亞波長電磁學概述
第2章亞波長電磁學的基本材料
第3章亞波長電磁學的主要數值計算方法
第二篇亞波長電磁學理論
第4章超材料理論
第5章超構表面理論
第6章表面等離子體理論
第7章雙曲色散材料
第8章光子晶體
第三篇亞波長電磁材料加工及表征技術
第9章可見光、紅外及太赫茲亞波長結構加工技術
第10章微波波段亞波長電磁結構加工技術
第11章亞波長結構的典型加工實例
第12章亞波長結構、材料及器件形貌表征技術
第13章亞波長結構、材料及器件電磁性能表征技術