本文關(guān)鍵詞：基于黃金分割原理的長(zhǎng)程介質(zhì)加載表面等離子激元波導(dǎo)傳輸特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著納米技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們對(duì)于光電子回路器件的微型化、集成化的要求越來(lái)越高,傳統(tǒng)的波導(dǎo)器件由于衍射極限的限制已經(jīng)逐漸無(wú)法滿(mǎn)足發(fā)展的需要。表面等離子激元是一種存在于金屬與介質(zhì)交界面上的電磁傳播模式,它能夠?qū)⒛芰考s束在超出衍射極限的亞波長(zhǎng)范圍內(nèi),從而為波導(dǎo)突破衍射極限的限制提供了可能。因此,基于該種技術(shù)設(shè)計(jì)的表面等離子激元波導(dǎo)將在集成光學(xué)和器件的集成化方面有著非常廣闊的應(yīng)用前景。本文基于傳統(tǒng)的長(zhǎng)程介質(zhì)加載表面等離子激元波導(dǎo)提出了一種基于黃金分割原理的新型長(zhǎng)程介質(zhì)加載表面等離子激元波導(dǎo)(LR-DLSPPW)結(jié)構(gòu),并在通信波長(zhǎng)λ0=1.55μm情形下,運(yùn)用有限元法軟件COMSOL Multiphysics對(duì)這種波導(dǎo)的基模的歸一化電場(chǎng)分布、模式有效折射率、歸一化衰減常數(shù)、傳播長(zhǎng)度、模式寬度、品質(zhì)因數(shù)(FOM)和耦合長(zhǎng)度等傳輸特性參數(shù)進(jìn)行了仿真分析計(jì)算。結(jié)果表明,與不具有黃金分割比的類(lèi)似波導(dǎo)相比,基于黃金分割比的LR-DLSPPW具有相對(duì)較長(zhǎng)的傳播長(zhǎng)度和相對(duì)較小的模式寬度;另一方面,當(dāng)介質(zhì)脊面積保持0.9μm2不變且介質(zhì)脊高寬比值取為黃金分割比時(shí),其品質(zhì)因數(shù)會(huì)出現(xiàn)一個(gè)超過(guò)6.15×105的最大值。此外,當(dāng)兩個(gè)波導(dǎo)中心到中心的間隔超過(guò)3μm時(shí),相鄰波導(dǎo)間的串?dāng)_可被忽略。顯然,這種基于黃金分割原理的新型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)能夠很好地被應(yīng)用于高密度光子集成回路的設(shè)計(jì)之中。
【關(guān)鍵詞】：集成光學(xué) 表面等離子激元波導(dǎo) 有限元法 黃金分割原理 傳輸特性
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TN252
【目錄】：

• 中文摘要2-3
• Abstract3-7
• 第一章 引言7-13
• 1.1 研究背景7-8
• 1.2 表面等離子激元技術(shù)研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用8-11
• 1.2.1 表面等離子激元技術(shù)研究現(xiàn)狀8-9
• 1.2.2 表面等離子激元技術(shù)的應(yīng)用9-11
• 1.3 介質(zhì)加載表面等離子體特性11
• 1.4 長(zhǎng)程介質(zhì)加載表面等離子激元特性11-12
• 1.5 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)及研究?jī)?nèi)容12-13
• 第二章 表面等離子體基本理論13-27
• 2.1 金屬的基本光學(xué)性質(zhì)13-16
• 2.2 表面等離子激元的基本理論16-23
• 2.2.1 單層表面等離子激元的存在條件16-20
• 2.2.2 單層表面等離子激元的性質(zhì)和色散關(guān)系20-21
• 2.2.3 多層結(jié)構(gòu)的表面等離子激元的性質(zhì)和色散關(guān)系21-23
• 2.3 表面等離子激元波的激發(fā)方式23-26
• 2.3.1 棱鏡方式24-25
• 2.3.2 近場(chǎng)激發(fā)25
• 2.3.3 衍射效應(yīng)方法25
• 2.3.4 采用波導(dǎo)的方法25-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第三章 衡量表面等離子激元波導(dǎo)性能優(yōu)劣的幾個(gè)物理量27-32
• 3.1 模式有效折射率N_(eff)和傳播長(zhǎng)度L_p27-28
• 3.2 側(cè)向模場(chǎng)約束28-29
• 3.3 品質(zhì)因數(shù)29-30
• 3.4 耦合長(zhǎng)度30
• 3.5 數(shù)值計(jì)算方法30-31
• 3.6 本章小結(jié)31-32
• 第四章 基于黃金分割原理的長(zhǎng)程介質(zhì)加載表面等離子激元波導(dǎo)的提出與分析32-50
• 4.1 長(zhǎng)程表面等離子激元波導(dǎo)32-33
• 4.1.1 長(zhǎng)程表面等離子激元波導(dǎo)的提出32-33
• 4.1.2 長(zhǎng)程表面等離子激元波導(dǎo)的優(yōu)缺點(diǎn)33
• 4.2 長(zhǎng)程介質(zhì)加載表面等離子激元波導(dǎo)的提出33
• 4.3 基于黃金分割原理的長(zhǎng)程表面等離子激元波導(dǎo)分析33-41
• 4.3.1 新型長(zhǎng)程介質(zhì)加載表面等離子激元波導(dǎo)33
• 4.3.2 基于黃金分割原理的長(zhǎng)程介質(zhì)加載表面等離子激元波導(dǎo)的提出和模場(chǎng)分析33-37
• 4.3.3 模式有效折射率和歸一化衰減常數(shù)37-38
• 4.3.4 傳播長(zhǎng)度分析38-39
• 4.3.5 側(cè)向模場(chǎng)約束分析39-40
• 4.3.6 品質(zhì)因數(shù)分析40-41
• 4.4 基于黃金分割比的長(zhǎng)程介質(zhì)加載表面等離子激元波導(dǎo)的優(yōu)化41-46
• 4.4.1 模式有效折射率和歸一化衰減常數(shù)分析41-42
• 4.4.2 傳播長(zhǎng)度和側(cè)向模場(chǎng)約束的分析42-43
• 4.4.3 品質(zhì)因數(shù)分析43-44
• 4.4.4 評(píng)價(jià)波導(dǎo)性能的幾個(gè)參數(shù)之間關(guān)系的分析44-46
• 4.5 耦合長(zhǎng)度分析46-49
• 4.6 本章小結(jié)49-50
• 第五章 結(jié)論與展望50-52
• 5.1 研究結(jié)論50-51
• 5.2 展望51-52
• 參考文獻(xiàn)52-55
• 在學(xué)期間的研究成果55-56
• 致謝56

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