混合等離激元波導(dǎo)憑借其高集成度、強(qiáng)場局域性的優(yōu)點(diǎn),在納米光學(xué)領(lǐng)域得到廣泛關(guān)注。研究者致力于研究不同形態(tài)下的混合等離激元波導(dǎo),在提升集成度與場局域性的同時(shí),追求更長的傳輸距離�；诨旌系入x激元波導(dǎo)的集成光子器件,如偏振器耦合器、分束器等均得到了廣泛的應(yīng)用。本論文旨在研究不同類型的混合等離激元波導(dǎo)在不同的幾何參數(shù)下的模式限制能力與傳播長度,并基于所述混合等離激元波導(dǎo)構(gòu)建布拉格光柵結(jié)構(gòu),研究不同偏振態(tài)在該結(jié)構(gòu)中的電磁波透射譜,并基于所述布拉格光柵進(jìn)行啁啾結(jié)構(gòu)的構(gòu)建,設(shè)計(jì)出了雙模式禁帶可調(diào)、單模式寬禁帶且禁帶可調(diào)的元件結(jié)構(gòu)。本文的主要研究內(nèi)容如下:首先,研究了脊形混合等離激元波導(dǎo)的色散關(guān)系與傳輸特性,并基于脊形混合等離激元波導(dǎo)構(gòu)建布拉格光柵結(jié)構(gòu),研究該結(jié)構(gòu)中TE、TM模式的傳輸特性,并通過導(dǎo)納匹配理論對(duì)其不同波段處的透射譜進(jìn)行了優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)了良好的濾波功能;接著,研究了板狀金屬混合等離激元波導(dǎo),在保持模式限制能力的同時(shí),很大程度地降低了金屬帶來的損耗并優(yōu)化了傳播長度,同時(shí)基于該波導(dǎo)在不同的高折射率介質(zhì)層寬度下的有效折射率變化特性構(gòu)建不同的布拉格光柵結(jié)構(gòu),并在該結(jié)構(gòu)上再次利用導(dǎo)納匹配理論,在兩端設(shè)... 

【文章來源】：南京郵電大學(xué)江蘇省

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

基于MIM波導(dǎo)的啁啾光柵結(jié)構(gòu)及透射譜對(duì)比[31]

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第二章基本概念及數(shù)值研究方法11圖2.1平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)示意圖，波沿x軸方向傳播接下來，假設(shè)大環(huán)境為一維情況。如果電磁波沿x軸傳播，如圖2.1所示，則其電場可以表示為(,,)()ixxyzzeEE。其中，令復(fù)數(shù)參數(shù)β=kx為行波的傳播常數(shù)，并與波矢在傳播方向的分量相匹配。通過將該方程式代入Helmholtz方程式，此時(shí)的波動(dòng)方程式表達(dá)如下:22220()()()0zzkzEE(2.21)同樣的，磁場H也有類似的方程。綜上，對(duì)于TM模，可以得到：2y2220y(k)0zHH(2.22)yx01izHE(2.23)zy0EH(2.24)同理，對(duì)于TE模，可以得到：2y2220y(k)0zEE(2.25)yx01izEH(2.26)zy0HE(2.27)上述公式可以用于表面等離子體激元的表達(dá)。

南京郵電大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士研究生學(xué)位論文第二章基本概念及數(shù)值研究方法12SPP是一種非輻射電磁波模式，它局限于導(dǎo)體的表面?zhèn)鞑�，通常位于金屬和電介質(zhì)交界面。如圖2.2所示，假設(shè)SPP處在兩個(gè)相鄰的介電常數(shù)為ε1（z<0）的金屬空間和與介電常數(shù)為ε2（z>0）的電介質(zhì)空間之間。其中ε1是復(fù)數(shù)，且Re[ε1]<0。圖2.2一維金屬電介質(zhì)界面示意圖。SPP沿x軸方向傳播，在z方向電場強(qiáng)度呈指數(shù)衰減圖2.2展示了SPP的一維金屬介電界面的示意圖，右側(cè)展示的是場強(qiáng)分布�？梢钥吹絊PP局域在兩種介質(zhì)相鄰界面附近進(jìn)行傳播。電場在垂直于兩種介質(zhì)之間的傳播的方向上呈現(xiàn)出指數(shù)衰減的趨勢。因此，TE模條件下，由上式可得：當(dāng)z>0時(shí)：222iy2ix220iz20,1i,xkzxkzxkzzAeezAkeezAeeΕΗH(2.28)當(dāng)z<0時(shí)：111iy1ix110iz10,1i,xkzxkzxkzzAeezAkeezAeeEHH(2.29)其中ki=kz,i（i=1,2）代表垂直于兩種介質(zhì)之間的界面的波矢的分量。根據(jù)界面處的電場分量Ey和磁場分量Hx的連續(xù)性要求，可得A1(k1+k2)=0。由于電磁波局域在表面，即Re

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于雜化表面等離激元的多層波導(dǎo)布拉格光柵[J]. 王泉,肖經(jīng),韋啟欽,劉平.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]金屬-介質(zhì)-金屬波導(dǎo)布拉格光柵的模式特性[J]. 陳奕霖,許吉,時(shí)楠楠,張雨,王云帆,高旭,陸云清.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(11)
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本文編號(hào)：3510137