表面等離激元是入射電磁波與金屬表面的自由電子耦合引起的集體振蕩形成的電磁波。表面等離激元具有的突破衍射極限的特點,使得其可以在亞波長尺度下傳播,從而應用于大規(guī)模集成光路。金屬表面等離激元結(jié)構(gòu)簡單,應用廣泛,可以用于等離激元誘導透明、等離激元傳感等方面。石墨烯表面等離激元將表面等離激元與太赫茲波段聯(lián)系起來,降低了損耗,提高了傳輸效率,同時可以實現(xiàn)對其的調(diào)控。本文分別以金屬表面等離激元和石墨烯表面等離激元為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ),設計了矩形環(huán)盤結(jié)構(gòu)波導、非線性材料圓環(huán)波導以及電可調(diào)石墨烯光開關(guān),分析了其傳輸特性等。本文的主要內(nèi)容如下:（1）簡要介紹了表面等離激元的發(fā)現(xiàn)、性質(zhì)、特點,并簡要介紹了研究的背景以及發(fā)展現(xiàn)狀。（2）以金屬自由電子氣模型為起點介紹了金屬表面等離激元的波動方程,分別介紹了單界面以及多界面系統(tǒng)中的表面等離激元的表達形式及特征性質(zhì),最后介紹了金屬表面等離激元的幾種常用激發(fā)方法。（3）從石墨烯的電子能帶結(jié)構(gòu)出發(fā),推導了石墨烯的電導率,介紹了石墨烯表面等離激元的表達方式,并分別對單層石墨烯、多層石墨烯、石墨烯金屬混合結(jié)構(gòu)中表面等離激元的模式進行分析,并介紹了不同結(jié)構(gòu)中石墨烯表面等離激元的特點... 

【文章來源】：青島大學山東省

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

單界面系統(tǒng)

圖 2.2 多界面系統(tǒng) z m時，有3i xk zyH Ae e 2-330 3i xk zxAE i k e e 2-30 3i xk zzAE e e 2- z m 時，有2i xk zyH Be e 2-

青島大學碩士學位論文1 212 1tanhkk mk 2-(31b)以上兩式中，第一個方程代表奇模，第二個方程代表偶模。奇模指的是 ( )xE z 是奇函數(shù)， ( )yH z 、 ( )zE z 是偶函數(shù)；偶模指的是 ( )xE z 是偶函數(shù)， ( )yH z 、 ( )zE z 是奇函數(shù)。2.5 表面等離激元的激發(fā)方式以棱鏡耦合為例。圖 2.3 是棱鏡耦合的色散曲線�？梢钥吹�，空氣與棱鏡的光錐之間沒有交點。因此只有滿足波矢匹配條件時，才能激發(fā)表面等離激元。下面是幾種常見方法。

【參考文獻】：
碩士論文
[1]表面等離激元波導特性分析及其應用研究[D]. 李凱.青島大學 2017



本文編號：2949671