本文關鍵詞：太赫茲表面等離子體激元的單向傳播及其應用

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【摘要】：單向電磁邊界模式及其相關波導是實現(xiàn)小型化非互易光學功能器件的有效途徑�；诒砻娴入x子體激元(SPPs)的單向波導由于其結構簡單,能夠實現(xiàn)亞波長約束而受到廣泛關注。在外磁場的作用下,半導體的介電常數(shù)具有張量形式,其在非對角元的不對稱性導致了半導體表面支持的磁表面等離子體激元(SMPs)在正向和反向傳播的漸進頻率發(fā)生分離,從而形成了單向傳播區(qū)域。我們理論分析了磁化半導體-介質(zhì)界面上SMPs的色散特性,分別模擬了在兩種不同的材料覆蓋層(金屬和光子晶體)下單向SMPs的傳輸性質(zhì),提出了太赫茲頻率范圍內(nèi)抗背向散射的單向SMPs波導結構,并設計了基于此單向波導的太赫茲波捕獲機制。我們發(fā)現(xiàn),根據(jù)外磁場強度的不同,SMPs的色散曲線有三種不同的形式。在金屬覆蓋層情況下,半導體的禁帶范圍內(nèi)會出現(xiàn)一個完全單向傳播區(qū)域,該區(qū)域在適當選擇磁場強度時可以使帶寬達到最大。我們同時分析了介質(zhì)層中傳播的常規(guī)模式以及金屬鏡面效應對SMPs傳播距離的影響。在光子晶體覆蓋層情況下也會出現(xiàn)一個完全單向傳播區(qū)域,而且由于光子晶體的影響,SMPs的色散曲線出現(xiàn)禁帶。通過引入超結構材料,我們設計并模擬了兩種完全捕獲太赫茲SMPs的機制。
【關鍵詞】：磁表面等離子體激元 單向傳播 太赫茲輻射
【學位授予單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：O441.4
【目錄】：

• 摘要3-4
• abstract4-6
• 第1章 引言6-12
• 1.1 太赫茲技術6-8
• 1.2 表面等離子體激元8
• 1.3 單向電磁模式與磁表面等離子體激元8-12
• 第2章 表面等離子體激元的物理模型與解析分析12-18
• 2.1 表面等離激元的物理模型12-15
• 2.2 磁表面等離子體激元的模式分析15-18
• 第3章 金屬覆蓋層完全單向波導18-29
• 3.1 波導結構和色散特性18-22
• 3.2 完全單向傳播帶22-23
• 3.3 介質(zhì)中的常規(guī)模式與傳輸仿真23-26
• 3.4 鏡面效果26-28
• 3.5 本章小結28-29
• 第4章 光子晶體覆蓋層完全單向波導29-36
• 4.1 波導結構物理模型29-31
• 4.2 色散結構與傳輸模擬31-32
• 4.3 太赫茲波的捕獲32-35
• 4.3.1 漸近頻率差異捕獲33-34
• 4.3.2 SMP禁帶捕獲34-35
• 4.4 本章小結35-36
• 第5章 結論與展望36-38
• 5.1 結論36
• 5.2 進一步工作的方向36-38
• 致謝38-39
• 參考文獻39-43
• 攻讀學位期間的研究成果43

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本文編號：691986