學術研究
畢業論文
雙曲透鏡與雙曲共振腔之研究
姓名 : 向怡璇
指導教授
欒丕綱
論文摘要
傳統光學透鏡受繞射極限的影響,使解析度無法小於二分之一的波長。由於顯微技術在生物、醫學等領域皆有足夠的重要性,因此,許多人試圖找出突破繞射極限的方法,而本文所探討的雙曲透鏡即為可突破此一限制的結構。
根據等效介質的概念,在波長遠大於結構的尺寸時,由兩種不同介電常數的介質排列而成的結構可等效為一個非均向的均勻介質,而雙曲透鏡即根據此種概念設計,將正介電常數介質與負介電常數介質(通常為金屬)週期排列成同心圓柱結構,適當地選擇工作頻率與結構的金屬與介電質的厚度比,可設計出具有相反符號的徑向與切向介電常數的結構。此種結構不僅能突破繞射極限還可在遠場成像。
本論文研究雙曲透鏡的特性。利用COMSOL Multiphysics模擬軟體,探討不同結構參數對雙曲透鏡解析度之影響,探討其可傳播的最遠距離。此外,我們從雙曲透鏡遠場傳播所需要滿足的條件,探討當波無法傳遞到遠場時,將此種結構視為共振腔的可能性。