【摘要】：隨著半導(dǎo)體器件制造工藝的進(jìn)步,微電子器件不斷小型化。對(duì)于以電子傳輸為載體的電子電路來(lái)傳遞數(shù)字信息的能力受到巨大的挑戰(zhàn)和限制,而以光纖為載體的光子回路可以高速的傳遞數(shù)字信息,但由于尺寸的原因光子器件與微電子器件之間無(wú)法很好地進(jìn)行集成與適配。當(dāng)光子器件的尺寸縮小到納米尺度時(shí),電磁波由于受到經(jīng)典衍射極限的制約,在傳輸、調(diào)控等方面受到限制,微型光子器件在光波波長(zhǎng)或小于光波波長(zhǎng)的尺寸內(nèi)很難實(shí)現(xiàn)。因此,如果能夠?qū)崿F(xiàn)在小于電磁波波長(zhǎng)的尺度范圍內(nèi)對(duì)電磁波的調(diào)控,以及突破電磁波傳輸?shù)慕?jīng)典衍射極限,便為實(shí)現(xiàn)微型光電子器件集成做出巨大的貢獻(xiàn)。在納米尺寸金屬結(jié)構(gòu)與電磁波相互作用的過(guò)程中,為了實(shí)現(xiàn)對(duì)電磁波在納米尺度下的操控,一種基于表面等離子體(Surface Plasmons,SPs)或稱(chēng)為表面等離子激元(Surface Plasmons Polaritons,SPPs)發(fā)揮了非常重要的作用。SPPs是存在于入射電磁波中的光子與金屬表面自由電子在頻率相互匹配而產(chǎn)生的集體振蕩,即一種表面激發(fā)態(tài)的倏逝波。倏逝波會(huì)在介質(zhì)層與金屬表面之間傳播,從而引起電磁波的透射增強(qiáng)(Extraordinary Optical Transmission,EOT)現(xiàn)象。本論文將利用基于交變方向隱式的時(shí)域有限差分法(Alternating Direction Implicit Finite-Difference TimeDomain,ADI-FDTD),分別對(duì)二維單縫與雙縫亞波長(zhǎng)周期性金屬薄膜光柵的周期、厚度、縫隙寬度以及溫度對(duì)電磁波透射增強(qiáng)現(xiàn)象的影響進(jìn)行較為系統(tǒng)的研究。同時(shí)研究了該現(xiàn)象對(duì)太陽(yáng)能薄膜電池的光吸收能量的影響。其中,考慮了采用金屬自由電子氣模型——Drude模型等效金屬材料的色散,并采用輔助差分方程(Auxiliary Differential Equation,ADE)進(jìn)行多物理場(chǎng)求解。
【圖文】：

只存在于金屬與介質(zhì)層之間的表面等離子激元，是電面相互作用的結(jié)果，對(duì)于不同的金屬結(jié)構(gòu)，電磁波與之相互作用分布也會(huì)不同，從而影響光波聚焦的效果。所以，可以通過(guò)改尺寸等因素，實(shí)現(xiàn)對(duì)光波聚焦成像效果的調(diào)控。比如光.束.整.形、效.應(yīng)等，，都是具有很大應(yīng)用前景的研究方向。質(zhì)結(jié)構(gòu)波導(dǎo)表面等離子激元在不同亞波長(zhǎng)金屬口徑孔徑結(jié)構(gòu)中傳播的相速這一特點(diǎn)，汪國(guó)平教授等人對(duì)金屬異質(zhì)狹縫波導(dǎo)進(jìn)行了多方面的以分為以下四個(gè)部分：、金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的聚焦特性圖 1-1 所示的鋁和銀組成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，利用光波與金屬介質(zhì)的表面等離子激元，能夠?qū)崿F(xiàn)將光聚焦在 的范圍內(nèi)耦合效率[13]。

體上可以分為以下四個(gè)部分：(1)、金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的聚焦特性在如圖 1-1 所示的鋁和銀組成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)中，利用光波與金屬介質(zhì)的耦產(chǎn)生的表面等離子激元，能夠?qū)崿F(xiàn)將光聚焦在 的范圍內(nèi)，并％的耦合效率[13]。圖 1-1 金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)與聚焦特性投射譜[13](2)、金屬異質(zhì)結(jié)構(gòu)布拉格反射器如圖 1-2 所示，利用金屬鋁和銀組成的異質(zhì)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)布拉格反射器[14Nlrmaoizednteisityy(nm)
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TN25

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2627005