本文關(guān)鍵詞：新型混合介質(zhì)加載長程表面等離子激元波異傳輸特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：目前,光子集成器件的發(fā)展受到越來越多人的關(guān)注,而作為構(gòu)成光子集成器件的基礎(chǔ)-光子回路自然成了該領(lǐng)域的研究熱點。表面等離子激元是一種存在于金屬與介質(zhì)交界面上的電磁波模式,它是光子與金屬表面的自由電子相互作用的結(jié)果。表面等離子激元這種電磁波模式在垂直于金屬-介質(zhì)交界面方向上擁有很強的模場限制能力。不僅如此,它還能夠突破衍射極限的限制,使之可以被約束在十幾納米的微小范圍內(nèi),因此,基于該技術(shù)的表面等離子體激元波導(dǎo)非常適合應(yīng)用于制造高集成度光子集成器件中的光子回路。本文在總結(jié)了傳統(tǒng)的介質(zhì)加載表面等離子體激元波導(dǎo)以及I-M-I結(jié)構(gòu)波導(dǎo)特性的基礎(chǔ)上,提出了一種兼顧兩種波導(dǎo)優(yōu)勢的新型混合介質(zhì)加載長程表面等離子激元波導(dǎo),并在此基礎(chǔ)上對波導(dǎo)結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化,將通信科學(xué)中常見的升余弦結(jié)構(gòu)引入到波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中。在通信波長1550nm條件下,運用基于有限元法的數(shù)值仿真軟件分析了該新型波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的場分布、傳播長度、歸一化模式面積、品質(zhì)因數(shù)以及耦合長度。通過分析,發(fā)現(xiàn)相對于傳統(tǒng)的介質(zhì)加載表面等離子激元波導(dǎo)以及I-M-I結(jié)構(gòu)波導(dǎo),文中提出的新型波導(dǎo)不僅擁有很強的模場限制能力,而且傳播長度更長。此外,通過改變波導(dǎo)中低折射率介質(zhì)層的滾降因子來改變波導(dǎo)的形狀,發(fā)現(xiàn)這種新型波導(dǎo)的各項性能變化不大,尤其當滾降因子位于0.02至0.2之間時,波導(dǎo)的性能幾乎沒有發(fā)生改變。這說明在此區(qū)間加工誤差對于這種新型波導(dǎo)性能的影響很小。因此,該新型混合介質(zhì)加載長程表面等離子體激元波導(dǎo)具有良好的應(yīng)用前景。
【關(guān)鍵詞】：集成光學(xué) 混合介質(zhì)加載長程表面等離子激元波導(dǎo) 升余弦結(jié)構(gòu) 有限元法 加工誤差
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN814
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 引言8-15
• 1.1 研究背景8-9
• 1.2 表面等離子激元技術(shù)發(fā)展史9-10
• 1.3 表面等離子激元技術(shù)的研究現(xiàn)狀及其應(yīng)用10-13
• 1.3.1 表面等離子激元技術(shù)的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3.2 表面等離子激元技術(shù)的應(yīng)用11-13
• 1.4 表面等離子激元技術(shù)的發(fā)展方向與挑戰(zhàn)13-14
• 1.5 論文總體結(jié)構(gòu)及內(nèi)容14-15
• 第二章 表面等離子激元的基本原理15-22
• 2.1 金屬的光學(xué)性質(zhì)15-16
• 2.2 金屬與介質(zhì)交界面上的電磁波16-20
• 2.2.1 表面等離子極化波的性質(zhì)16-19
• 2.2.2 表面等離子極化波的色散曲線19-20
• 2.3 表面等離子極化波的激發(fā)方式20-21
• 2.3.1 棱鏡結(jié)構(gòu)20-21
• 2.3.2 探針激發(fā)21
• 2.3.3 衍射激發(fā)21
• 2.4 本章小結(jié)21-22
• 第三章 表面等離子激元波導(dǎo)的各項性能參數(shù)22-26
• 3.1 傳播常數(shù)及傳播長度22
• 3.2 模場限制22-23
• 3.3 品質(zhì)因數(shù)23-24
• 3.4 耦合長度24-25
• 3.5 計算方法25
• 3.6 本章小結(jié)25-26
• 第四章 新型混合介質(zhì)加載長程表面等離子激元波導(dǎo)的提出及其傳輸特性研究26-34
• 4.1 介質(zhì)加載表面等離子激元波導(dǎo)的發(fā)展歷史26-27
• 4.1.1 早期的介質(zhì)加載表面等離子激元波導(dǎo)26
• 4.1.2 對稱加載表面等離子激元波導(dǎo)26-27
• 4.2 新型混合介質(zhì)加載長程表面等離子激元波導(dǎo)的提出27-28
• 4.3 新型混合介質(zhì)加載長程表面等離子激元波導(dǎo)的傳輸特性研究28-33
• 4.3.1 歸一化傳播常數(shù)29-31
• 4.3.2 傳播長度31-32
• 4.3.3 歸一化模式面積32
• 4.3.4 品質(zhì)因數(shù)32-33
• 4.4 本章小結(jié)33-34
• 第五章 新型混合介質(zhì)加載長程表面等離子激元波導(dǎo)的優(yōu)化及其傳輸特性研究34-45
• 5.1 新型混合介質(zhì)加載長程表面等離子激元波導(dǎo)的優(yōu)化34-36
• 5.2 優(yōu)化后新型混合介質(zhì)加載長程表面等離子激元波導(dǎo)傳輸特性研究36-44
• 5.2.1 歸一化傳播常數(shù)36-37
• 5.2.2 傳播長度37-38
• 5.2.3 歸一化模式面積38-39
• 5.2.4 品質(zhì)因數(shù)39-40
• 5.2.5 耦合長度40-44
• 5.3 誤差分析44
• 5.4 本章小結(jié)44-45
• 第六章 結(jié)論與展望45-47
• 6.1 主要結(jié)論45
• 6.2 展望45-47
• 參考文獻47-50
• 在學(xué)期間的研究成果50-51
• 致謝51

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 陳秉乾;王稼軍;程福臻;;Drude的金屬經(jīng)典電子論(1900)與超導(dǎo)體的London方程(1935)[J];大學(xué)物理;2007年11期

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 趙宏;介質(zhì)加載表面等離子體極化波導(dǎo)傳輸特性研究[D];蘭州大學(xué);2012年

2 孫海麗;對稱混合長程表面等離子體激元波導(dǎo)傳輸特性研究[D];蘭州大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：新型混合介質(zhì)加載長程表面等離子激元波異傳輸特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：296417