本文提出了一種通過嵌入介質(zhì)微球（DM:dielectric microsphere）來提高空心圓錐金屬波導（HCMW:hollow conical metal waveguide）透過率的新方法,并基于金屬光波導理論和表面等離子體理論,利用時域有限差分法（FDTD:finite difference time domain）編程建模對內(nèi)嵌DM的HCMW的光場傳輸特性進行了比較系統(tǒng)全面的數(shù)值研究。研究發(fā)現(xiàn),與常規(guī)HCMW相比,內(nèi)嵌DM時HCMW的光場傳輸規(guī)律發(fā)生了根本性的改變,錐尖孔徑口的光場透過率可以獲得極大增強。分析比較表明,在內(nèi)嵌DM的HCMW內(nèi)壁實現(xiàn)了表面等離子體激元（SPPs:surface plasmon polaritons）的有效激發(fā)和傳播,這與常規(guī)的HCMW主要以光場高階傳輸模逐步截止演化為更低階傳輸模,最后在尖端區(qū)域最低階模(HE₁₁)截止并倏逝場衰減輻射實現(xiàn)光能量耦合的物理機理完全不同。接著,論文以實現(xiàn)SPPs激發(fā)的色散關系和實現(xiàn)SPPs共振的駐波條件為理論依據(jù),就如何在內(nèi)嵌DM的HCMW內(nèi)壁實現(xiàn)SPPs的共振激發(fā)和有效壓縮進行了深入探討。論文... 

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 HCMW的作用及問題
    1.3 光學衍射極限的突破
    1.4 本論文研究的主要內(nèi)容
2 SPPs基本理論及FDTD方法
    2.1 金屬色散模式
    2.2 SPPs波
    2.3 SPPs的激發(fā)方式
    2.4 三維直角坐標系中的FDTD
    2.5 數(shù)值穩(wěn)定性
        2.5.1 數(shù)值色散對空間離散間隔的要求
        2.5.2 數(shù)值色散對時間離散間隔的要求
    2.6 UPML吸收邊界條件
    2.7 本章小結(jié)
3 常規(guī)HCMW設計及其光場透過率研究
    3.1 常規(guī)HCMW的模型設計
    3.2 常規(guī)HCMW的光場傳輸特性
    3.3 外界參數(shù)對常規(guī)HCMW透過率的影響
        3.3.1 入射波長對常規(guī)HCMW透過率的影響
        3.3.2 透鏡數(shù)值孔徑對常規(guī)HCMW透過率的影響
    3.4 本章小結(jié)
4 DM-HCMW設計及其透過率增強研究
    4.1 DM-HCMW的模型設計
    4.2 DM半徑對DM-HCMW透過率增強的調(diào)制
    4.3 DM-HCMW的光場傳輸特性
    4.4 透過率增強的物理機理
    4.5 各參數(shù)對DM-HCMW透過率增強的影響
        4.5.1 入射波長對DM-HCMW透過率增強的影響
        4.5.2 透鏡數(shù)值孔徑對DM-HCMW透過率增強的影響
        4.5.3 DM介電常數(shù)對DM-HCMW透過率增強的影響
    4.6 本章小結(jié)
5 總結(jié)與展望
    5.1 總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間取得的研究成果
學位論文數(shù)據(jù)集表


【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3667305