球形双曲色散超材料腔的多重窄带回音廊模式及透明显示应用

本文提出并设计了一种用于提高彩色透明显示性能的球形双曲色散超材料(HMM)腔.该腔由介质/银层交替包裹银核组成,具有深度亚波长性质,并支持和银层数目相同的同阶回音廊模式.这些模式能够将电磁波能量高度局域在不同介质壳层内,从而降低欧姆损耗,减小共振线宽.针对5层银/介质交替包裹形成的HMM腔,详细分析了结构参数对回音廊模式的调谐作用.发现仅改变最外层介质或银层厚度,几乎不影响TM1,2和TM1,3模式的共振位置,但对TM1,1模式的共振位置及3个模式的强度产生明显调谐.通过优化HMM腔,在红绿蓝波段实现三重窄带共振,且在三重共振位置均具有偶极辐射特点,能够将散射光限制在和入射光夹角为-45°—+45°范围内.该HMM腔不仅支持红绿蓝三重窄带共振,并具有宽的散射角,可应用于实现高透明度、高亮度和宽视角的全彩透明显示.

确定微型圆柱腔回音廊模式共振峰位置的方法

本文介绍了微型圆柱腔中回音廊模式共振峰位置的两种确定方法,即数值计算法和解析近似公式求解法。用两种方法对回音廊模式的共振峰位置进行了计算比较,结果表明:精确的数值计算结合简便的解析近似公式求解方法,为快速、精确地确定回音廊模式的共振峰位置提供了一种方便和可靠的途径。

影响柱形微腔回音廊模激光抽运阈值能量的因素

将石英光纤浸入染料溶液中形成圆柱形微腔,并采用近轴向消逝场抽运的方式,激发染料溶液的激光增益。柱形微腔回音廊模(WGM)激光抽运阈值能量的高低与抽运激光的消逝场和回音廊模消逝场的空间重叠程度有直接关系,同时也需要考虑低阶与高阶回音廊模损耗的影响。通过改变染料溶液的折射率以及光纤直径,来改变回音廊模的消逝场分布,从而改变两种消逝场空间重叠的体积以及回音廊模的损耗。实验结果表明,柱腔直径不变时,存在一个最佳的溶液折射率值;同时,溶液折射率不变时,也存在一个最佳的柱腔直径,使得一阶回音廊模激光抽运阈值能量最低。