基于超材料的极化无关/有关电磁诱导透明效应开题报告

1. 研究目的与意义

背景：

在经典光学中，干涉相消是指处于同一频率的两个波由于相位相差180°而发生干涉相消的现象。经典光学中，由于干涉相消，从而发生很多有趣的现象。近些年来，一些类量子效应由于其独特的性质而被人们广泛关注聚焦。2008年，张翔课题组理论上提出用金属原子耦合来实现表面等离子体激元类比电磁感应透明。2009年，h. giessen组用实验研究并证明了这一理论的正确。紧接着，人们又提出用金属渔网结构和开口环来实现特异材料中的类电磁感应透明的慢光效应。与在气体原子系统中观察到的实际的电磁感应透明（electromagnetically induced transparency, 简称eit）相比，这种基于固体的设计开辟了超小和低损耗的光学器件的制作，也更加方便集成。eit效应在广义上可以认为是特殊的fano共振。近些年，涌现了很多关于类eit现象的研究。我们在很多不同的表面等离子体微结构中都观察到了fano线型的光学不对称性，例如类圆环、圆盘的腔结构、由金纳米线格子组成的金属光子晶体和用嵌入“金属原子”组成的周期性圆孔。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容：

1. 查阅文献资料，了解基于超材料的极化无关/有关电磁诱导透明效应的研究现状；
2. 认真学习cst三维电磁场仿真软件；
3. 提出多种极化无关/有关电磁诱导透明效应的实现机制；
4. 利用软件对所设计的结构进行数值模拟。

预期目标：

3. 研究的方法与步骤

研究方法：

在研究过程中以理论研究为主，采用一套较为完整的从原理分析、模型构建、数值仿真及优化的研究方案。其中原理分析主要是从经典的电动力学以及电磁波传播理论发展起来的转移矩阵方法和格林函数方法。数值仿真则使用cst的电磁全场仿真软件，支持射频大型、复杂样品的设计与计算。

4. 参考文献

[1] g. heinze, c. hubrich, and t. halfmann. stopped light and image storage by electromagnetically induced transparency up to the regime of one minute [j]. phys. rev. lett. 111, 033601 (2013).

[2] j. gu, r. singh, x. liu, x. zhang, y. ma, s. zhang, s. a. maier, z. tian, a. k. azad, h. chen, a. j. taylor, j. han, and w. zhang. active control of electromagnetically induced transparency analogue in terahertz metamaterials [j]. nat. commun. 3, 1151 (2012).

5. 计划与进度安排

第1周，2022年3月1日-3月5日，下发毕业论文任务书；

第1—2周，2022年3月1日-3月12日，学生提交开题报告等材料，指导教师审核；

第3—14周，2022年3月15日-6月4日，学生按开题报告撰写论文；