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(xué)衍射極限,且具有較強(qiáng)的局域電磁場增強(qiáng)特性,其獨(dú)特的性質(zhì)為光學(xué)濾波器開辟了一條新的發(fā)展道路。金屬-介質(zhì)-金屬（Metal-Insulator-Metal,MIM）波導(dǎo)是一種典型的SPPs波導(dǎo),具有在亞波長尺度上操縱光的能力,為實(shí)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(dǎo)透明（Plasmon-induced Transparency,PIT）效應(yīng)產(chǎn)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(yīng)用潛能。本文設(shè)計(jì)了基于SPPs的MIM波導(dǎo)濾波器結(jié)構(gòu),并將PIT光學(xué)效應(yīng)引入結(jié)構(gòu)中,構(gòu)建出特性優(yōu)良的MIM波導(dǎo)帶阻和帶通濾波器結(jié)構(gòu),并逐步實(shí)現(xiàn)了結(jié)構(gòu)的改進(jìn)與擴(kuò)展,本論文主要包括以下幾方面內(nèi)容:首先,從SPPs的基礎(chǔ)理論知識入手,學(xué)習(xí)了其基本性質(zhì)和理論研究方法。設(shè)計(jì)了一種基于MIM彎曲波導(dǎo)耦合內(nèi)嵌銀條的新型雙頻窄帶帶阻濾波器,詳細(xì)闡述了結(jié)構(gòu)的光學(xué)傳輸特性,分析了其產(chǎn)生雙模式共振的機(jī)理及結(jié)構(gòu)... 

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)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(dǎo)的濾波器結(jié)構(gòu)
    1.4 表面等離子共振誘導(dǎo)透明效應(yīng)
    1.5 本文的研究內(nèi)容及結(jié)構(gòu)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(xué)特性
    2.3 SPPs的基本理論
        2.3.1 金屬-介質(zhì)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(dǎo)
    2.4 有限元法
    2.5 本章小結(jié)
第3章 基于SPPs的 MIM彎曲波導(dǎo)帶阻濾波器
    3.1 引言
    3.2 結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建及理論分析
    3.3 結(jié)構(gòu)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(nèi)嵌銀條長度對傳輸特性的影響
        3.3.4 腔體中介質(zhì)折射率對傳輸特性的影響
    3.4 本章小結(jié)
第4章 半封閉T形波導(dǎo)側(cè)耦合圓盤腔的MIM波導(dǎo)帶通濾波器
    4.1 引言
    4.2 結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建及理論分析
        4.2.1 結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
        4.2.2 理論分析
    4.3 結(jié)構(gòu)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(zhì)折射率對結(jié)構(gòu)傳輸特性的影響
    4.4 增益介質(zhì)對結(jié)構(gòu)傳輸特性的影響
    4.5 基于雙PIT效應(yīng)的表面等離子體濾波器
    4.6 本章小結(jié)
第5章 非對稱十字形波導(dǎo)側(cè)耦合圓盤腔的MIM波導(dǎo)帶通濾波器
    5.1 引言
    5.2 結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建及理論分析
        5.2.1 結(jié)構(gòu)模型的構(gòu)建
        5.2.2 理論分析
    5.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)對帶通濾波器傳輸特性的影響
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于表面等離子激元的拱型諧振腔濾波器設(shè)計(jì)[J]. 吳夢,梁西銀,顏昌林,祁云平.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2019(20)
[2]基于金屬-電介質(zhì)-金屬波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的等離子體濾波器的數(shù)值研究[J]. 楊韻茹,關(guān)建飛.  物理學(xué)報(bào). 2016(05)
[3]基于L形諧振腔MIM波導(dǎo)結(jié)構(gòu)濾波特性的研究[J]. 龐紹芳,屈世顯,張永元,解憂,郝麗梅.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2015(06)
[4]基于圓弧諧振腔的金屬-介質(zhì)-金屬波導(dǎo)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(xué)報(bào). 2012(18)

博士論文
[1]基于表面等離子體波導(dǎo)的光學(xué)器件的研究與應(yīng)用[D]. 崔魯娜.北京郵電大學(xué) 2017
[2]基于等離子體誘導(dǎo)透射效應(yīng)的諧振微腔金屬波導(dǎo)結(jié)構(gòu)傳輸特性研究[D]. 劉冬冬.南京理工大學(xué) 2018

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



本文編號：3648273