本文主要研究了THz波段金屬表面光柵結(jié)構(gòu)所支持的Spoof spps模式的慢光傳輸特性及應(yīng)用。論文主要內(nèi)容如下:首先,采用模式展開法和等效介質(zhì)理論研究金屬表面光柵結(jié)構(gòu)和金屬表面二維孔洞陣列所支持Spoof spps模式的色散關(guān)系,發(fā)現(xiàn)其與光波段實(shí)際金屬的spps模式色散關(guān)系具有很大的相似性。這兩類結(jié)構(gòu)可以在微波和THz波段實(shí)現(xiàn)Spoof spps表面模式的激勵(lì)與傳輸,且可通過控制結(jié)構(gòu)的幾何參數(shù)來控制其Spoof spps的模式特性。接著,研究了THz波段金屬表面光柵結(jié)構(gòu)的Spoof spps慢光效應(yīng)及傳感應(yīng)用。先研究了結(jié)構(gòu)均勻金屬光柵的Spoof spps模式色散關(guān)系和傳輸特性。結(jié)果表明,金屬表面光柵結(jié)構(gòu)是一種優(yōu)良的THz等離子體波導(dǎo),并且所填充介質(zhì)折射率越大,色散截止頻率越低。接著,研究了槽深度漸變的金屬表面光柵結(jié)構(gòu)的Spoof spps模式表面波傳輸特性。該結(jié)構(gòu)可以在寬頻段實(shí)現(xiàn)慢光效應(yīng),并可以將不同頻率THz波局域到光柵波導(dǎo)上不同的位置。然后,研究了填充硅介質(zhì)梯度金屬光柵的Spoof spps模式傳輸特性。研究表明,通過激光泵浦調(diào)節(jié)硅介質(zhì)折射率,可以調(diào)制其Spoof spps模式的傳...

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1(a)Spps電荷分布和電磁場示圖；(b)沿界面垂直方向上Ez電場強(qiáng)度隨距離指數(shù)衰減圖；(c)Spps色散曲線

第1章引言Spoofspps研究現(xiàn)狀1表面等離子體激元發(fā)展概述表面等離子體激元是一種沿著介質(zhì)和金屬界面方向傳播的電磁波模式，在面垂直的方向上場強(qiáng)約束并倏逝衰減。電磁場與導(dǎo)體內(nèi)電子進(jìn)行等離子體耦合作用激發(fā)了金屬界面上的Spps束縛模式。下圖1.1(a)展示了S....

圖2(a)金屬表面光柵；(b)金屬表面孔洞陣列

對EOT現(xiàn)象的大量研究，發(fā)現(xiàn)該現(xiàn)象與Spps有關(guān)。最終，在2003年Ebbesen人在《Nature》雜志上發(fā)表了具有里程碑意義的研究成果[26]：“Surfaceplasmonubwavelengthoptics”，為Spps亞波長光學(xué)的研究開辟了全新道路....

圖3(a)V型槽Spoofspps波導(dǎo)；(b)多米諾Spoofspps波導(dǎo)結(jié)構(gòu)

由結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)(周期、槽寬、深度)決定,通過改變結(jié)構(gòu)參數(shù)可以實(shí)現(xiàn)不同頻的Spps，其色散特性與光波段實(shí)際金屬的Spps模式相似。Pendry的研究開了Spps在低頻段的應(yīng)用研究。隨后，Hibbins等人在實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證了Pendry的想[27]。隨后，人們不斷提出多....

圖4凹槽-狹縫結(jié)構(gòu)示意圖

第1章引言結(jié)構(gòu)以實(shí)現(xiàn)THz光束操縱能力[30]，圖4(a)展示了其結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)中具有深淺兩凹槽，并且左右兩側(cè)不對稱分布。通過狹縫衍射作用，淺凹槽陣列用于Spoofpps表面波的激勵(lì)和傳輸，然后在深凹槽的作用下表面波被衍射為真空傳輸波。結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)THz光波分束和....

本文編號：4023488