發(fā)布時(shí)間：2020-08-07 02:35

【摘要】：異常點(diǎn)是系統(tǒng)參數(shù)空間中兩個(gè)或多個(gè)本征值和對(duì)應(yīng)的本征矢量合并和簡并的點(diǎn),在這一點(diǎn)處會(huì)產(chǎn)生許多奇特的現(xiàn)象,例如,相干完美吸收,非互易光傳輸和單向無反射。單向無反射在軍事隱形、二極管和濾波器中具有潛在的應(yīng)用價(jià)值,因而獲得了廣泛關(guān)注和大量研究。由于在微納尺寸器件中的單向無反射受到衍射極限的極大制約,表面等離子激元具有突破亞波長限制和衍射極限的優(yōu)勢,可用來實(shí)現(xiàn)光學(xué)器件的微型化和高度集成化。本文利用表面等離子波導(dǎo)系統(tǒng),通過使用數(shù)值模擬和解析計(jì)算方法實(shí)現(xiàn)了異常點(diǎn)處太赫茲頻段單向無反射。主要研究內(nèi)容為:(1)設(shè)計(jì)了由兩個(gè)樁狀共振器邊耦合到金屬-絕緣體-金屬表面等離子波導(dǎo)組成的系統(tǒng)。基于本征等離子共振,在太赫茲頻段實(shí)現(xiàn)了雙帶單向無反射。利用數(shù)值模擬,并用耦合模方程進(jìn)行理論驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)兩種方法所獲得的反射光譜具有較好的一致性。在兩個(gè)共振頻率處,向前方向的磁場干涉相消進(jìn)而導(dǎo)致近零反射,而向后方向的磁場干涉相長,導(dǎo)致高反射。此外,通過求解系統(tǒng)的散射矩陣的本征值進(jìn)一步證明了異常點(diǎn)處的雙帶單向無反射現(xiàn)象。(2)設(shè)計(jì)了多個(gè)樁狀共振器與表面等離子波導(dǎo)邊耦合結(jié)構(gòu),提出實(shí)現(xiàn)太赫茲頻段多帶單向無反射的方案。利用CST軟件仿真模擬多個(gè)共振器耦合波導(dǎo)的結(jié)構(gòu),發(fā)現(xiàn)得到的單向無反射帶數(shù)與共振器數(shù)量相關(guān)。(3)在上述本征模式單向無反射的基礎(chǔ)上研究了高階雙帶單向無反射。利用三個(gè)樁狀共振器邊耦合到表面等離子波導(dǎo)系統(tǒng),基于高階等離子共振在兩個(gè)異常點(diǎn)處實(shí)現(xiàn)了太赫茲頻段雙帶單向無反射。相比較于本征模式,高階模式的單向無反射帶寬更窄,具有品質(zhì)因子更高的特點(diǎn)。總之,我們?cè)O(shè)計(jì)了一個(gè)由樁狀共振器邊耦合金屬-絕緣體-金屬表面等離子波導(dǎo)結(jié)構(gòu),基于本征等離子共振和高階等離子共振實(shí)現(xiàn)了太赫茲頻段單向無反射現(xiàn)象。通過選取不同的結(jié)構(gòu)參數(shù),分別得到本征雙帶、本征多帶及高階雙帶單向無反射。我們的研究在濾波器、傳感器、類二極管等器件中有重要的應(yīng)用價(jià)值。
【學(xué)位授予單位】：延邊大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O441.4;O53
【圖文】：

‘ｄｉ售：ＯＣＫ：Ｃ？＾邋十逡逑圖１．１：周期性排列布拉格光柵結(jié)構(gòu)中的單向無反射．逡逑２０１１年，ＬｉｎＭ等人在增益損失平衡周期排布的布拉格光柵結(jié)構(gòu)中首次提出單逡逑向無反射現(xiàn)象，其光柵結(jié)構(gòu)如圖１．１所示。他們研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)光波從結(jié)構(gòu)左側(cè)入逡逑射時(shí)出現(xiàn)了完全透射，而當(dāng)光波從結(jié)構(gòu)右側(cè)入射時(shí)不僅有透射同時(shí)出現(xiàn)了增強(qiáng)的逡逑反射。逡逑＾邋，逡逑圖１．２：芯片級(jí)無源光學(xué)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)．逡逑２０１３年，Ｆｅｎｇ＿等人首次在實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了芯片級(jí)無源光學(xué)波導(dǎo)中的單向無反逡逑射現(xiàn)象。他們?cè)O(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖１．２所示，Ｇｅ／Ｇｒ交替排布并鑲嵌在Ｓｉ波導(dǎo)上，整逡逑２逡逑

圖１．１：周期性排列布拉格光柵結(jié)構(gòu)中的單向無反射．逡逑２０１１年，ＬｉｎＭ等人在增益損失平衡周期排布的布拉格光柵結(jié)構(gòu)中首次提出單逡逑向無反射現(xiàn)象，其光柵結(jié)構(gòu)如圖１．１所示。他們研究發(fā)現(xiàn)：當(dāng)光波從結(jié)構(gòu)左側(cè)入逡逑射時(shí)出現(xiàn)了完全透射，而當(dāng)光波從結(jié)構(gòu)右側(cè)入射時(shí)不僅有透射同時(shí)出現(xiàn)了增強(qiáng)的逡逑反射。逡逑＾邋，逡逑圖１．２：芯片級(jí)無源光學(xué)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)．逡逑２０１３年，Ｆｅｎｇ＿等人首次在實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了芯片級(jí)無源光學(xué)波導(dǎo)中的單向無反逡逑射現(xiàn)象。他們?cè)O(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)如圖１．２所示，Ｇｅ／Ｇｒ交替排布并鑲嵌在Ｓｉ波導(dǎo)上，整逡逑２逡逑

５２０邋１，５３０邋１，５４０邋１５５０邋１５６０邋１５７０邋１５８０逡逑Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ邋（ｎｍ）逡逑圖１．３：芯片級(jí)無源光學(xué)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的反射光譜．逡逑－

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前2條

1 王康年;劉紅云;盧明倫;李常春;嚴(yán)鑫;;太赫茲通信技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及其軍事應(yīng)用展望[J];無線電通信技術(shù);2014年05期

2 牧凱軍;張振偉;張存林;;太赫茲科學(xué)與技術(shù)[J];中國電子科學(xué)研究院學(xué)報(bào);2009年03期

本文編號(hào)：2783339