一种复合介质圆柱阵列结构的最小单元及阵列结构

本发明涉及电磁，具体涉及一种复合介质圆柱阵列结构。

背景技术：

1、表面等离激元，当光波(电磁波)入射到金属与电介质分界面时，金属表面的自由电子发生集体振荡，电磁波与金属表面自由电子耦合而形成的一种沿着金属表面传播的近场电磁波，如果电子的振荡频率与入射光波的频率一致就会产生共振，在共振状态下电磁场的能量被有效地转变为金属表面自由电子的集体振动能，这时就形成的一种特殊的电磁模式:电磁场被局限在金属表面很小的范围内并发生增强，这种现象就被称为表面等离激元现象。

2、目前，表面等离激元的研究已经发展出许多技术和手段。其中，最常用的方法是采用光学显微镜和光谱分析仪进行观察和分析。此外，扫描隧道显微镜(stm)和原子力显微镜(afm)等表面测量技术也被广泛应用于表面等离激元的研究。近年来，随着计算能力的提升，数值模拟方法也成为研究表面等离激元的重要手段。

3、然而，当前的研究仍存在一些不足和挑战。首先，表面等离激元的激发效率较低，需要进一步优化激发条件和结构。其次，表面等离激元在室温下的稳定性有待提高，需要研究其在不同环境下的稳定性及其影响因素。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种复合介质圆柱阵列结构的最小单元及阵列结构，利用磁光材料yig在有外加的静磁场时会出现磁光效应，且yig的电磁参数会随着磁场的强度与方向发生改变的性质，使用不用的外加静磁场方式可以改变结构模型激发表面等激元的频率，实现对入射电磁波的动态调控。

2、为达到上述目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、其一，本发明提供了一种复合介质圆柱阵列结构，所述复合介质圆柱阵列结构由交错排列的最小单元构成，所述最小单元包括四个相同的复合介质圆柱体；

4、所述复合介质圆柱体呈交错状分布，三个两两相邻的复合介质圆柱体的圆心均匀的分布于一个辅助圆上，且每个辅助圆两两相交；

5、所述复合介质圆柱体包括一个圆柱体内芯和包裹在圆柱体外的环形柱；

6、所述圆柱体内芯的材质为金属银，所述环形柱的材质为磁光材料钇铁石榴石yig。

7、进一步地，由所述四个相同的复合介质圆柱体形成的非封闭的伪谐振腔，激发在复合柱体界面的等离子波能够因外加磁场的不同而形成非互易性频率；

8、所述伪谐振腔中可形成非互易性等离子波的谐振。

9、其二，本发明提供了一种复合介质圆柱阵列结构，由所述复合介质圆柱阵列结构的最小单元构成；

10、所述复合介质圆柱阵列结构的最小单元交错排列。

11、进一步地，对所述复合介质圆柱阵列结构外加静磁场，可以通过调节外加静磁场的方向和强度可以改变yig的电磁参数，进而改变表面等离激元在模型中的激发频率，从而控制表面等离子体的传输方向与路径。

12、其三，本发明提供了一种表面等离子体的传输方向的控制方法，其基于本发明提供地复合介质圆柱阵列结构实现，所述方法包括：

13、构建结构模型；

14、在所述结构模型上施加静电磁场和激励源；

15、通过改变静磁场的方向或激励源的频率控制电磁波传输方向。

16、其四，本发明提供了一种光学分束器，其基于本发明提供的复合介质圆柱阵列结构制成。

17、其五，本发明提供了一种通道选择器，其基于本发明提供的复合介质圆柱阵列结构；

18、所述通道选择器可通过在矩形的复合介质圆柱阵列结构中不同的位置加载外加磁场，实现多通道的信息单向传输；

19、其六，本发明提供了一种光储存器，其基于本发明提供的复合介质圆柱阵列结构；

20、所述光储存器用于将单向传输的信号存储在有缺项的腔，实现信息的存储，且通过加载一定方向的外加磁场，控制存储在柱体腔中的信息的传输。

21、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：

22、本发明提供的复合介质圆柱体列阵结构，通过以磁光材料制备复合介质圆柱体，从而组成复合介质圆柱体列阵结构，运用磁光材料调节外加静磁场的方向和强度可以改变材料的电磁参数的性质，改变表面等离激元在模型中的激发频率，从而控制表面等离子体的传输方向与路径,实现对入射电磁波的动态调控，以本发明提供的复合介质圆柱体列阵结构进行对入射电磁波的动态调控，频率不同的激发的等离子波在伪腔中的共振模式几乎相同，实现场局域增强效果。

技术特征：

1.一种复合介质圆柱阵列结构的最小单元，其特征在于：所述最小单元包括四个相同的复合介质圆柱体；

2.根据权利要求1所述的复合介质圆柱阵列结构的最小单元，其特征在于：

3.一种复合介质圆柱阵列结构，其特征在于：由如权利要求1-2任一项所述的复合介质圆柱阵列结构的最小单元构成；

4.根据权利要求3所述的复合介质圆柱阵列结构，其特征在于：对所述复合介质圆柱阵列结构外加静磁场，通过调节外加静磁场的方向和强度改变yig的电磁参数，进而改变表面等离激元在模型中的激发频率，从而控制表面等离子体的传输方向与路径。

5.一种表面等离子体的传输方向的控制方法，基于如权利要求3-4任一项所述的复合介质圆柱阵列结构实现，其特征在于，包括：

6.一种光学分束器，其特征在于：基于如权利要求3-4任一项所述的复合介质圆柱阵列结构。

7.一种通道选择器，其特征在于：基于如权利要求3-4任一项所述的复合介质圆柱阵列结构；

8.一种光储存器，其特征在于：基于如权利要求3-4任一项所述的复合介质圆柱阵列结构；

技术总结本发明公开了电磁技术领域的一种复合介质圆柱阵列结构的最小单元及阵列结构，所述复合介质圆柱阵列结构的最小单元交错排列，形成复合介质圆柱阵列结构，所述最小单元包括四个相同的复合介质圆柱体；所述复合介质圆柱体呈交错状分布，每个复合介质圆柱体均包括一个由金属银制成的圆柱体内芯和包裹在圆柱体外的由磁光材料钇铁石榴石YIG制成的环形柱。本发明提供的复合介质圆柱阵列结构利用磁光材料YIG在有外加的静磁场时会出现磁光效应，且YIG的电磁参数会随着磁场的强度与方向发生改变的性质，使用不用的外加静磁场方式可以改变结构模型激发表面等激元的频率，实现对入射电磁波的动态调控。技术研发人员：余观夏,陈虹,李稚蔓受保护的技术使用者：南京林业大学技术研发日：技术公布日：2024/9/17