本文關(guān)鍵詞：復(fù)合微納多層結(jié)構(gòu)中模式色散與能流特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：波導(dǎo)中電磁場的傳輸與控制是納米光子學(xué)中一個重要研究內(nèi)容,對于實(shí)現(xiàn)基于納米結(jié)構(gòu)的全光集成功能器件具有重要的意義。結(jié)構(gòu)中表面等離激元的激發(fā)導(dǎo)致局域場增強(qiáng)效應(yīng),而局域場的增強(qiáng)將導(dǎo)致非線性效應(yīng)出現(xiàn),進(jìn)而影響結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性。本論文分別針對金屬和石墨烯復(fù)合非線性波導(dǎo)結(jié)構(gòu),研究了結(jié)構(gòu)中的電磁模式分布與能流特性。首先針對金屬/非線性電介質(zhì)/金屬波導(dǎo)結(jié)構(gòu),考慮克爾介質(zhì),從麥克斯韋方程出發(fā)推導(dǎo)了金屬與非線性介質(zhì)中電磁場滿足的方程。由電磁場的連續(xù)性條件給出了結(jié)構(gòu)中表面等離激元模式的精確色散關(guān)系,并討論了非線性系數(shù)對色散關(guān)系的影響,研究發(fā)現(xiàn)隨著非線性系數(shù)的增加,色散曲線將向低頻部分偏折。由色散關(guān)系可知結(jié)構(gòu)中存在三種模式,即對稱模式、反對稱模式及非對稱模式,進(jìn)而給出了與三種模式相對應(yīng)電磁場分布、介電常數(shù)分布。由于石墨烯獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)特性,引入石墨烯代替金屬,針對石墨烯/非線性電介質(zhì)界面給出了表面等離激元的色散關(guān)系。進(jìn)而擴(kuò)展到石墨烯/非線性電介質(zhì)/石墨烯波導(dǎo)結(jié)構(gòu),從麥克斯韋方程出發(fā)理論推導(dǎo)它的精確色散關(guān)系,研究了非線性系數(shù)對結(jié)構(gòu)中模式分布及電磁場分布的影響。色散關(guān)系圖表明在該結(jié)構(gòu)中同樣存在三種模式,即對稱模式、反對稱模式及非對稱模式,并且給出與三種模式相對應(yīng)的電磁場分布與介電常數(shù)分布。倏逝波具有非零自旋能流,在空氣/金屬、金屬/電介質(zhì)/金屬波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中引入自旋與軌道能流,分別計(jì)算了其中存在的自旋、軌道能流與總能流,研究了能流與模式色散之間的關(guān)系。
【關(guān)鍵詞】：非線性波導(dǎo) 克爾介質(zhì) 石墨烯 模式色散 自旋
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TN814
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 第1章 緒論7-15
• 1.1 課題背景及研究的目的和意義7
• 1.2 金屬/電介質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的控光特性研究進(jìn)展7-11
• 1.3 石墨烯/電介質(zhì)復(fù)合結(jié)構(gòu)的控光特性研究進(jìn)展11-14
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容14-15
• 第2章 金屬/非線性電介質(zhì)/金屬波導(dǎo)中模式色散及模式分布15-26
• 2.1 引言15
• 2.2 金屬/非線性電介質(zhì)/金屬的模式色散15-21
• 2.3 金屬/非線性電介質(zhì)/金屬的模式分析21-25
• 2.4 本章小結(jié)25-26
• 第3章 石墨烯/非線性電介質(zhì)/石墨烯波導(dǎo)中模式色散及模式分布26-40
• 3.1 引言26
• 3.2 石墨烯的電導(dǎo)率26-27
• 3.3 石墨烯/克爾介質(zhì)界面的色散27-30
• 3.4 石墨烯/克爾介質(zhì)/石墨烯的色散30-35
• 3.5 石墨烯/非線性電介質(zhì)/石墨烯的模式分析35-39
• 3.6 本章小結(jié)39-40
• 第4章 金屬/電介質(zhì)多層結(jié)構(gòu)中的能流特性40-50
• 4.1 引言40
• 4.2 金屬/電介質(zhì)界面處的能流特性40-45
• 4.3 金屬/電介質(zhì)/金屬波導(dǎo)中的能流分布特性45-48
• 4.4 總結(jié)48-50
• 結(jié)論50-51
• 參考文獻(xiàn)51-54
• 攻讀碩士期間發(fā)表的論文及其他成果54-56
• 致謝56

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本文編號：328537