發(fā)布時(shí)間：2020-12-14 07:12

　　表面等離子體激元（SPP）是一種在金屬表面區(qū)域的自由電子和光子相互作用而形成的電磁振蕩。由于其突破光的衍射極限,使得人們在亞波長尺寸上對(duì)電磁場能量進(jìn)行傳導(dǎo)、分束和聚焦等操作,因此被廣泛應(yīng)用于光纖通訊、光學(xué)傳感、太陽能等領(lǐng)域�；赟PP與波導(dǎo)（WG）模式耦合的傳感器憑借其高靈敏度和穩(wěn)定性是目前應(yīng)用最多的一種探測器件。目前,有關(guān)SPP與WG耦合的工作已有大量報(bào)道,但是缺少對(duì)兩者耦合規(guī)律的系統(tǒng)研究。當(dāng)金屬層和波導(dǎo)之間的耦合層厚度較大時(shí),它們之間的耦合較弱,表現(xiàn)為法諾共振;當(dāng)中間層厚度低于某一臨界值時(shí),強(qiáng)耦合導(dǎo)致法諾共振相互作用變化為雜化模式行為�；谶@兩種不同的耦合模式,本論文提出了一種雙金屬層激發(fā)的SPP與WG模式耦合的傳感器結(jié)構(gòu),主要研究如下:研究了常用的多層平面波導(dǎo)結(jié)構(gòu)并定義了SPP與WG耦合模式的耦合系數(shù),通過改變金屬層厚度、雙金屬層配比以及耦合層厚度研究不同結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)耦合強(qiáng)度的影響。提取了耦合系數(shù)、共振波長、半峰寬和傳播常數(shù)差等物理參數(shù),獲得了SPP與WG耦合規(guī)律,并最優(yōu)化了Au/Ag配比和金屬層厚度等參數(shù)。設(shè)計(jì)了一種新的雙金屬層激發(fā)的SPP與WG模式耦合的傳感器結(jié)構(gòu)模型,使用傳輸... 

【文章來源】：華東師范大學(xué)上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

SPP電磁波示意圖

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1.2Ag陣列的SPP透射光譜(a)和透射光譜隨入射角的變化曲線(b)從此，金屬基薄膜結(jié)構(gòu)開始備受人們關(guān)注。2003年，隨著《SurfacePlasmonSubwavelengthOptics》這篇極具代表性的論文被Barnes和Ebbsen在自然雜志上發(fā)表（如圖1.3），SPP技術(shù)引起了物理、材料、生物等多個(gè)領(lǐng)域的專家的研究興趣[13]。這篇論文研究發(fā)現(xiàn)，在金屬微納結(jié)構(gòu)中，表面等離激元使得光場中的電矢量局域在很小的空間結(jié)構(gòu)中，如圖1.3。2005年，Berini在表面等離激元結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種由有限寬Au納米結(jié)構(gòu)激發(fā)的長程SPP（LRSPP）的金屬納米波導(dǎo)結(jié)構(gòu)[14]，成功克服了SPP長距離傳導(dǎo)過程中的高損耗問題，標(biāo)志著SPP技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用又邁出了一大步。圖1.3Barnes和Ebbsen等設(shè)計(jì)的表面等離子體帶結(jié)構(gòu)及電場增強(qiáng)

華東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文4圖1.2Ag陣列的SPP透射光譜(a)和透射光譜隨入射角的變化曲線(b)從此，金屬基薄膜結(jié)構(gòu)開始備受人們關(guān)注。2003年，隨著《SurfacePlasmonSubwavelengthOptics》這篇極具代表性的論文被Barnes和Ebbsen在自然雜志上發(fā)表（如圖1.3），SPP技術(shù)引起了物理、材料、生物等多個(gè)領(lǐng)域的專家的研究興趣[13]。這篇論文研究發(fā)現(xiàn)，在金屬微納結(jié)構(gòu)中，表面等離激元使得光場中的電矢量局域在很小的空間結(jié)構(gòu)中，如圖1.3。2005年，Berini在表面等離激元結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種由有限寬Au納米結(jié)構(gòu)激發(fā)的長程SPP（LRSPP）的金屬納米波導(dǎo)結(jié)構(gòu)[14]，成功克服了SPP長距離傳導(dǎo)過程中的高損耗問題，標(biāo)志著SPP技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用又邁出了一大步。圖1.3Barnes和Ebbsen等設(shè)計(jì)的表面等離子體帶結(jié)構(gòu)及電場增強(qiáng)


本文編號(hào)：2916045