發(fā)布時(shí)間：2022-02-15 09:09

　　表面等離激元（Surface plasmon polaritons,SPPs）是金屬表面自由電子與入射光波相互耦合產(chǎn)生的電磁波,SPPs突破衍射極限,在金屬-電介質(zhì)的界面上向前傳播,在垂直于界面的方向上呈指數(shù)形式衰減。金屬-電介質(zhì)-金屬（Metal-Dielectric-Metal,MDM）波導(dǎo)對(duì)SPPs有較強(qiáng)的束縛能力,SPPs能夠在亞波長(zhǎng)尺寸上實(shí)現(xiàn)對(duì)光信號(hào)的操控,且在MDM波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生的Fano共振效應(yīng),對(duì)環(huán)境變化異常敏感,因此有必要深入探究基于MDM波導(dǎo)表面等離激元的Fano共振傳感器的設(shè)計(jì)。本文基于時(shí)域耦合模理論和有限元法（Finite element method,FEM）對(duì)MDM波導(dǎo)中Fano共振的形成機(jī)理和SPPs在MDM波導(dǎo)中傳輸特性進(jìn)行詳細(xì)闡述,本文設(shè)計(jì)出三種基于MDM波導(dǎo)的表面等離激元Fano共振傳感結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了單Fano、獨(dú)立調(diào)諧的雙Fano和獨(dú)立調(diào)諧的多Fano系統(tǒng)設(shè)計(jì),主要內(nèi)容如下:首先,基于方形腔產(chǎn)生的窄譜模式和法布里-珀羅（Fabry-Perot,F-P）腔產(chǎn)生的寬譜模式的結(jié)構(gòu)特性,設(shè)計(jì)一種含雙金屬擋板的MDM波導(dǎo)耦合方形腔的單Fano共振結(jié)構(gòu),由離散態(tài)... 

【文章來(lái)源】：燕山大學(xué)河北省

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 Fano共振原理
    1.3 MDM波導(dǎo)Fano共振傳感器的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容
第2章 表面等離激元的基本原理和數(shù)值仿真方法
    2.1 引言
    2.2 金屬的Drude模型
    2.3 表面等離激元的基本原理
        2.3.1 金屬-介質(zhì)交界面上的表面等離激元
        2.3.2 表面等離激元的激發(fā)方式
        2.3.3 金屬-介質(zhì)-金屬波導(dǎo)中的表面等離激元
    2.4 有限元法(FEM)
    2.5 本章小結(jié)
第3章 雙金屬擋板MDM波導(dǎo)耦合方形腔的Fano共振傳感特性
    3.1 引言
    3.2 模型建立與理論分析
        3.2.1 結(jié)構(gòu)模型的建立
        3.2.2 理論分析
        3.2.3 結(jié)構(gòu)的傳輸特性
    3.3 結(jié)構(gòu)的傳感性能指標(biāo)
    3.4 結(jié)構(gòu)的參數(shù)分析
        3.4.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)L1對(duì)傳感特性的影響
        3.4.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)l對(duì)傳感特性的影響
        3.4.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)g對(duì)傳感特性的影響
    3.5 結(jié)構(gòu)的傳感特性分析
    3.6 本章小結(jié)
第4章 雙擋板MDM波導(dǎo)耦合方形腔的獨(dú)立調(diào)諧雙重Fano共振特性
    4.1 引言
    4.2 模型建立與理論分析
        4.2.1 結(jié)構(gòu)模型的建立
        4.2.2 理論分析
        4.2.3 結(jié)構(gòu)的傳輸特性
    4.3 結(jié)構(gòu)的參數(shù)分析
        4.3.1 方形腔結(jié)構(gòu)參數(shù)分析
        4.3.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)L1對(duì)傳感特性的影響
        4.3.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)g1和g2對(duì)傳感特性的影響
    4.4 結(jié)構(gòu)傳感特性分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 雙擋板MDM波導(dǎo)耦合橫向級(jí)聯(lián)方形腔的多重Fano共振特性
    5.1 引言
    5.2 模型建立與理論分析
        5.2.1 結(jié)構(gòu)模型的建立
        5.2.2 理論分析
        5.2.3 結(jié)構(gòu)的傳輸特性
    5.3 方形腔結(jié)構(gòu)參數(shù)分析
    5.4 結(jié)構(gòu)傳感特性分析
    5.5 結(jié)構(gòu)改進(jìn)研究
        5.5.1 結(jié)構(gòu)模型的改進(jìn)
        5.5.2 結(jié)構(gòu)的傳輸特性對(duì)比
        5.5.3 增益介質(zhì)對(duì)傳感特性的影響
    5.6 結(jié)構(gòu)的傳感特性對(duì)比分析
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝
作者簡(jiǎn)介


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[4]光子晶體納米梁側(cè)耦合孔徑啁啾光子晶體納米梁腔結(jié)構(gòu)的Fano共振傳感機(jī)理[J]. 陳穎,高新貝,許揚(yáng)眉,曹景剛,謝進(jìn)朝,朱奇光,李少華.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2019(11)
[5]表面等離激元傳播的調(diào)制[J]. 張文君,高龍,魏紅,徐紅星.  物理學(xué)報(bào). 2019(14)
[6]一種基于NoSQL的互聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)融合系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J]. 何海詣,賈宇,沈宜,張家亮,郝渝江.  通信技術(shù). 2019(07)
[7]基于SPR光譜分析的液體折射率計(jì)[J]. 鄒璐,李慧明,菅傲群,王雷陽(yáng).  激光技術(shù). 2018(03)
[8]含金屬雙縫的金屬-電介質(zhì)-金屬波導(dǎo)耦合環(huán)形腔Fano共振慢光特性研究[J]. 陳穎,羅佩,田亞寧,劉曉飛,趙志勇,朱奇光.  光學(xué)學(xué)報(bào). 2017(09)
[9]基于耦合開(kāi)口方環(huán)共振空腔的可控法諾共振研究[J]. 石悅,張冠茂,安厚霖,胡南,顧夢(mèng)琪.  光子學(xué)報(bào). 2017(04)
[10]基于耦合T型空腔的多重法諾共振現(xiàn)象[J]. 安厚霖,張冠茂,胡南,石悅,王志爽.  光子學(xué)報(bào). 2016(11)

博士論文
[1]金屬—介質(zhì)—金屬波導(dǎo)中的表面等離激元：亞波長(zhǎng)光學(xué)特性研究及應(yīng)用[D]. 陳召.北京郵電大學(xué) 2016



本文編號(hào)：3626351