表面等離子體激元（Surface plasmon polaritons,SPPs）是一種電磁場局域于金屬表面的電磁波形式,其沿著金屬表面?zhèn)鞑デ以诖怪庇诮饘俦砻娣较蛏铣手笖?shù)衰減。SPPs能夠打破傳統(tǒng)光學衍射極限,且具有較強的局域電磁場增強特性,其獨特的性質為光學濾波器開辟了一條新的發(fā)展道路。金屬-介質-金屬（Metal-Insulator-Metal,MIM）波導是一種典型的SPPs波導,具有在亞波長尺度上操縱光的能力,為實現(xiàn)微納米光子器件提供了有效途徑。表面等離子體共振誘導透明（Plasmon-induced Transparency,PIT）效應產生的透明窗口具有急劇的色散特性,在光子器件中有巨大的應用潛能。本文設計了基于SPPs的MIM波導濾波器結構,并將PIT光學效應引入結構中,構建出特性優(yōu)良的MIM波導帶阻和帶通濾波器結構,并逐步實現(xiàn)了結構的改進與擴展,本論文主要包括以下幾方面內容:首先,從SPPs的基礎理論知識入手,學習了其基本性質和理論研究方法。設計了一種基于MIM彎曲波導耦合內嵌銀條的新型雙頻窄帶帶阻濾波器,詳細闡述了結構的光學傳輸特性,分析了其產生雙模式共振的機理及結構... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 SPPs的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀
    1.3 基于MIM波導的濾波器結構
    1.4 表面等離子共振誘導透明效應
    1.5 本文的研究內容及結構安排
第2章 SPPs的基本理論與數(shù)值仿真方法
    2.1 引言
    2.2 金屬的光學特性
    2.3 SPPs的基本理論
        2.3.1 金屬-介質界面處的SPPs
        2.3.2 SPPs的激發(fā)方式
        2.3.3 基于SPPs的 MIM波導
    2.4 有限元法
    2.5 本章小結
第3章 基于SPPs的 MIM彎曲波導帶阻濾波器
    3.1 引言
    3.2 結構模型的構建及理論分析
    3.3 結構參數(shù)對帶阻濾波器傳輸特性的影響
        3.3.1 耦合間距對傳輸特性的影響
        3.3.2 圓盤腔半徑對傳輸特性的影響
        3.3.3 內嵌銀條長度對傳輸特性的影響
        3.3.4 腔體中介質折射率對傳輸特性的影響
    3.4 本章小結
第4章 半封閉T形波導側耦合圓盤腔的MIM波導帶通濾波器
    4.1 引言
    4.2 結構模型的構建及理論分析
        4.2.1 結構模型的構建
        4.2.2 理論分析
    4.3 結構參數(shù)對帶通濾波器傳輸特性的影響
        4.3.1 支節(jié)長度和圓盤腔半徑對傳輸特性的影響
        4.3.2 耦合間距對傳輸特性的影響
        4.3.3 介質折射率對結構傳輸特性的影響
    4.4 增益介質對結構傳輸特性的影響
    4.5 基于雙PIT效應的表面等離子體濾波器
    4.6 本章小結
第5章 非對稱十字形波導側耦合圓盤腔的MIM波導帶通濾波器
    5.1 引言
    5.2 結構模型的構建及理論分析
        5.2.1 結構模型的構建
        5.2.2 理論分析
    5.3 結構參數(shù)對帶通濾波器傳輸特性的影響
    5.4 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于表面等離子激元的拱型諧振腔濾波器設計[J]. 吳夢,梁西銀,顏昌林,祁云平.  激光與光電子學進展. 2019(20)
[2]基于金屬-電介質-金屬波導結構的等離子體濾波器的數(shù)值研究[J]. 楊韻茹,關建飛.  物理學報. 2016(05)
[3]基于L形諧振腔MIM波導結構濾波特性的研究[J]. 龐紹芳,屈世顯,張永元,解憂,郝麗梅.  光學學報. 2015(06)
[4]基于圓弧諧振腔的金屬-介質-金屬波導濾波器的數(shù)值研究[J]. 張志東,趙亞男,盧東,熊祖洪,張中月.  物理學報. 2012(18)

博士論文
[1]基于表面等離子體波導的光學器件的研究與應用[D]. 崔魯娜.北京郵電大學 2017
[2]基于等離子體誘導透射效應的諧振微腔金屬波導結構傳輸特性研究[D]. 劉冬冬.南京理工大學 2018

碩士論文
[1]基于金屬—介質—金屬波導的表面等離激元器件的研究與設計[D]. 楊健華.北京郵電大學 2018
[2]半環(huán)形表面等離子體光波導濾波器的傳輸特性研究[D]. 劉霞.山西大學 2017
[3]MIM波導耦合諧振腔系統(tǒng)中Fano共振效應及其傳感特性研究[D]. 王瑞兵.中北大學 2017



本文編號：3648273