【摘要】：隨著當(dāng)今信息與通信技術(shù)的發(fā)展,集成電路也朝著更高的集成度方向發(fā)展,傳統(tǒng)的光電器件已經(jīng)不能滿足人們對(duì)信息高速傳輸日益增長(zhǎng)的需求,人們?cè)谥饾u探索具有更高傳輸速率和更好性能的光電子器件。表面等離子激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)的出現(xiàn)為下一代光子集成電路(Photonic Integrated Circuit,PIC)的研制提供了可能。基于表面等離子激元波導(dǎo)技術(shù),多種金屬-介質(zhì)-金屬(Metal-Insulator-Metal,MIM)結(jié)構(gòu)的微納米級(jí)光電子器件已被成功設(shè)計(jì)出來,譬如:濾波器,傳感器,分束器等。本文基于MIM型表面等離子激元波導(dǎo)結(jié)構(gòu)提出了兩種新型濾波器,分別是利用邊界耦合方法所構(gòu)造的凸形環(huán)MIM結(jié)構(gòu)濾波器和利用口徑耦合方法所構(gòu)造的斜對(duì)稱雙L形MIM結(jié)構(gòu)濾波器。運(yùn)用有限元法(Finite Element Method,FEM)對(duì)提出的濾波器進(jìn)行數(shù)值仿真計(jì)算得到其磁場(chǎng)分布圖、透射譜線和諧振波長(zhǎng)分布。對(duì)于所提出的凸形環(huán)結(jié)構(gòu)濾波器,具有透射峰窄,譜線平滑等特點(diǎn),且阻帶透射率最低可低于0.001,通帶透射率最高可達(dá)0.977。當(dāng)增大結(jié)構(gòu)參數(shù)h_2與介質(zhì)有效折射率n_(eff)時(shí),相應(yīng)的透射譜線會(huì)發(fā)生明顯地紅移;增大結(jié)構(gòu)參數(shù)L_1時(shí),透射譜幾乎無任何變化。對(duì)參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化,相應(yīng)的諧振波長(zhǎng)可分布在第一光通信窗口(850 nm)和第三光通信窗口(1550 nm)附近,能夠很好地運(yùn)用于光通信三個(gè)窗口中作為波長(zhǎng)選擇濾波器。對(duì)于所提出的斜對(duì)稱雙L形濾波器,通過調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)參數(shù)其透射譜同樣可發(fā)生明顯的紅移或藍(lán)移,該濾波器可實(shí)現(xiàn)在第一通信窗口附近透射比高達(dá)0.964,第二、三通信窗口附近透射比為0的效果,且通帶、阻帶均具有較寬的帶寬,可作為帶通/帶阻混合型濾波器。此外,分別基于所提出的兩種結(jié)構(gòu),又提出了兩個(gè)相應(yīng)的改進(jìn)型結(jié)構(gòu),本文所設(shè)計(jì)的濾波器在光纖通信以及波分復(fù)用系統(tǒng)中具有一定的應(yīng)用前景。
【圖文】：

(a) (b)圖 1.1 矩形腔濾波器 (a)結(jié)構(gòu)示意圖；(b)透射譜線。1.2.2 納米圓盤形濾波器2010 年，Liu Hua 等人提出了一種納米圓盤形帶通濾波器[28]，如圖 1.2 所示。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1.2(a)所示，在主波導(dǎo)管中間放置一個(gè)圓盤諧振腔，結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置為：r = 200 nm、wt= 50 nm、dt= 20 nm 和 L = 400 nm。圖 1.2(b)為其仿真后的透射譜線，從圖中可以看出，入射波長(zhǎng)在 450-1000nm 之間，出現(xiàn)了兩個(gè)狹窄的波峰，分別為 520 nm 和 816 nm，且波峰值均大于 0.6，能夠?qū)崿F(xiàn)波峰處帶通濾波的效果。

(a) (b)圖 1.1 矩形腔濾波器 (a)結(jié)構(gòu)示意圖；(b)透射譜線。1.2.2 納米圓盤形濾波器2010 年，Liu Hua 等人提出了一種納米圓盤形帶通濾波器[28]，如圖 1.2 所示。其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1.2(a)所示，在主波導(dǎo)管中間放置一個(gè)圓盤諧振腔，結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)置為：r = 200 nm、wt= 50 nm、dt= 20 nm 和 L = 400 nm。圖 1.2(b)為其仿真后的透射譜線，從圖中可以看出，入射波長(zhǎng)在 450-1000nm 之間，出現(xiàn)了兩個(gè)狹窄的波峰，，分別為 520 nm 和 816 nm，且波峰值均大于 0.6，能夠?qū)崿F(xiàn)波峰處帶通濾波的效果。
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN713

【相似文獻(xiàn)】

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1 刁玉麟;;交指濾波器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的改進(jìn)[J];電訊技術(shù);1989年03期

2 徐高明;蘇紹t

本文編號(hào)：2668945