近些年，隨著納米光子學(xué)的興起，光與亞波長(zhǎng)器件的相互作用引起了人們極大的研究興趣，產(chǎn)生了許多新穎的光學(xué)現(xiàn)象，如超分辨成像，隱身斗篷，負(fù)折射率超材料等。目前，光子晶體和表面等離子體被認(rèn)為是最有可能實(shí)現(xiàn)微納光子器件的兩種重要手段。其中表面等離子體的特性可以通過(guò)改變亞波長(zhǎng)金屬的表面結(jié)構(gòu)調(diào)控，其與光的相互作用也會(huì)隨之變化。表面等離子體為發(fā)展新型光子器件、寬帶光通訊系統(tǒng)、超靈敏光學(xué)傳感器以及微小光子回路等提供了可能。本論文正是在這一背景下，基于亞波長(zhǎng)金屬波導(dǎo)，研究了其中的表面等離子體特性并設(shè)計(jì)了具有各種功能的新型微納光子器件。本論文的研究?jī)?nèi)容主要包括如下幾個(gè)方面：1.利用有限時(shí)域差分法，研究了亞波長(zhǎng)金屬波導(dǎo)腔耦合系統(tǒng)的濾波特性。在金屬介質(zhì)金屬波導(dǎo)中引入納米盤型諧振腔，實(shí)現(xiàn)了納米濾波器。其濾波特性可通過(guò)改變諧振腔的半徑、腔內(nèi)材料的折射率以及諧振腔與波導(dǎo)之間的耦合距離來(lái)調(diào)控�；谠摓V波器，通過(guò)在金屬介質(zhì)金屬波導(dǎo)中級(jí)聯(lián)多個(gè)納米盤型諧振腔，同時(shí)合理調(diào)節(jié)各諧振腔的結(jié)構(gòu)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了多通道的可調(diào)諧波分解復(fù)用器。通過(guò)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化，提高了波分解復(fù)用器各通道的透過(guò)率。提出了一種T型波導(dǎo)耦合納米盤型諧振腔的結(jié)構(gòu)，實(shí)... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)陜西省

【文章頁(yè)數(shù)】：119 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

基于金屬介質(zhì)金屬波導(dǎo)腔耦合系統(tǒng)的帶通濾波器：(a)結(jié)構(gòu)示意圖；(b)([112])

n，下面我們將分別研究這三個(gè)參數(shù)對(duì)其濾波特性的影響。圖3.3 (a)納米盤型諧振腔的半徑對(duì)透射譜的影響；(b)納米盤型諧振腔的半徑與共振波長(zhǎng)的關(guān)系。(引自文獻(xiàn)[112])(a) (b)

從圖中還可發(fā)現(xiàn)，當(dāng)納米盤型諧振腔的半徑增大時(shí)，由于諧振腔的損耗增大，對(duì)應(yīng)的峰值透射率會(huì)逐漸減小。圖3.4 (a)納米盤型諧振腔內(nèi)介質(zhì)材料折射率對(duì)透射譜的影響；(b)納米盤型諧振腔內(nèi)材料折射率與共振波長(zhǎng)的關(guān)系。(引自文獻(xiàn)[112])如圖3.4(a)所示為當(dāng)諧振腔內(nèi)材料折射率變化時(shí)對(duì)應(yīng)的透射譜，在計(jì)算中諧振腔半徑設(shè)置為r=300 nm。由計(jì)算結(jié)果可以看出，隨著諧振腔內(nèi)材料折射率的增加，對(duì)應(yīng)的透過(guò)峰值也會(huì)發(fā)生紅移。并且透過(guò)峰值對(duì)應(yīng)的共振波長(zhǎng)與折射率呈線性關(guān)系，因此可以通過(guò)改變諧振腔內(nèi)材料的折射率來(lái)控制該濾波器的共振波長(zhǎng)。圖3.5 (a)耦合距離對(duì)透射譜的影響；(b)耦合距離與共振波長(zhǎng)的關(guān)系。(引自文獻(xiàn)[112])(a) (b)(a)(b)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Metal-dielectric-metal plasmonic waveguide devices for manipulating light at the nanoscale[J]. Georgios Veronis,Sükrü Ekin Kocabas,David A.B.Miller,MarkL.Brongersma,Shanhui Fan.  Chinese Optics Letters. 2009(04)



本文編號(hào)：3307495