隨著現(xiàn)代通信技術(shù)的飛速發(fā)展,雖然光作為傳遞載體在高速大容量信息傳輸方面取得了很大的進(jìn)步,但是傳統(tǒng)光子器件由于衍射極限的存在使其在性能和尺寸方面都已不能滿足當(dāng)下人們對信息高速傳輸?shù)男枨�。表面等離子激元(SPPs)是一種在金屬與介質(zhì)交界面上傳播的電磁表面波,它具有能夠突破傳統(tǒng)光學(xué)衍射極限以及強(qiáng)局域性的特點(diǎn),可以引導(dǎo)和操控光在亞波長級別的傳播。在常見的SPPs三層結(jié)構(gòu)中,金屬-介質(zhì)-金屬(MIM)結(jié)構(gòu)不僅可以在納米級別實(shí)現(xiàn)光的操控和傳播,還可以在寬頻譜范圍內(nèi)支持亞波長的高群速模式。本文基于表面等離子激元,利用邊界耦合方法構(gòu)造出了方形凹環(huán)MIM波導(dǎo)結(jié)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)微納光學(xué)功能器件的設(shè)計(jì),使用基于有限元(FEM)方法的COMSOL數(shù)值分析軟件計(jì)算獲得了波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的磁場分布、透射譜和共振波長分布曲線。對于所構(gòu)造的方形凹環(huán)腔結(jié)構(gòu),其阻帶最小透射比低至0.01,通帶最大透射比可高達(dá)0.96,且通帶頂部平滑,結(jié)果表明該結(jié)構(gòu)可作為性能優(yōu)良的帶阻濾波器。研究發(fā)現(xiàn),增大結(jié)構(gòu)參數(shù)I、H會使其透射譜線出現(xiàn)明顯的紅移,且不同模式的阻帶透射比也會隨之改變;增大結(jié)構(gòu)參數(shù)D可使波谷1的透射率增加至0.80,且最終消失,而波谷2、...

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 表面等離子激元的提出和發(fā)展
    1.2 表面等離子激元的研究現(xiàn)狀和應(yīng)用
        1.2.1 表面等離子體光學(xué)開關(guān)
        1.2.2 生物檢測
        1.2.3 納米激光器
    1.3 法諾共振
    1.4 論文的主要工作及章節(jié)安排
第二章 表面等離子激元的基本理論
    2.1 Drude自由電子氣模型
    2.2 表面等離子激元的模式描述
    2.3 單層分界面上的表面等離子激元色散關(guān)系
    2.4 多層分界面上的表面等離子激元色散關(guān)系
    2.5 激發(fā)方式
        2.5.1 棱鏡激發(fā)
        2.5.2 強(qiáng)聚焦光束激發(fā)
        2.5.3 近場激發(fā)
    2.6 仿真計(jì)算方法
    2.7 制備技術(shù)
    2.8 小結(jié)
第三章 方形凹環(huán)結(jié)構(gòu)MIM帶阻濾波器設(shè)計(jì)與優(yōu)化
    3.1 方形凹環(huán)腔結(jié)構(gòu)的提出
    3.2 原理以及濾波器結(jié)構(gòu)
    3.3 仿真結(jié)果和傳輸特性分析
        3.3.1 仿真結(jié)果
        3.3.2 傳輸特性分析
    3.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)變化的影響
        3.4.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)I的變化
        3.4.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)D的變化
        3.4.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)H的變化
        3.4.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)d的變化
    3.5 凹環(huán)變化對傳輸特性的影響
        3.5.1 凹環(huán)口方向變化對傳輸特性的影響
        3.5.2 凹環(huán)口數(shù)量變化對傳輸特性的影響
    3.6 介質(zhì)折射率變化對傳輸特性的影響
    3.7 濾波器性能分析
    3.8 小結(jié)
第四章 方形凹環(huán)拓展結(jié)構(gòu)仿真與傳輸性能分析
    4.1 兩種拓展結(jié)構(gòu)的提出
    4.2 橫腔變化模型結(jié)構(gòu)
        4.2.1 模型結(jié)構(gòu)
        4.2.2 仿真結(jié)果
        4.2.3 結(jié)果分析
        4.2.4 介質(zhì)折射率變化
    4.3 對應(yīng)凹口處波導(dǎo)變化模型結(jié)構(gòu)
        4.3.1 模型結(jié)構(gòu)
        4.3.2 仿真結(jié)果
        4.3.3 結(jié)果分析
        4.3.4 結(jié)構(gòu)參數(shù)變化
        4.3.5 介質(zhì)折射率變化
        4.3.6 法諾共振性能分析
    4.4 小結(jié)
第五章 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文和專利
致謝



本文編號：3767128