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SPPs有較強的束縛能力,SPPs能夠在亞波長尺寸上實現(xiàn)對光信號的操控,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。本文基于時域耦合模理論和有限元法（Finite element method,FEM）對MDM波導(dǎo)中Fano共振的形成機理和SPPs在MDM波導(dǎo)中傳輸特性進行詳細闡述,本文設(shè)計出三種基于MDM波導(dǎo)的表面等離激元Fano共振傳感結(jié)構(gòu),實現(xiàn)了單Fano、獨立調(diào)諧的雙Fano和獨立調(diào)諧的多Fano系統(tǒng)設(shè)計,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)... 

【文章來源】：燕山大學河北省

【文章頁數(shù)】：84 頁

【學位級別】：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共振傳感器的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本文的主要研究內(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
    3.4 結(jié)構(gòu)的參數(shù)分析
        3.4.1 結(jié)構(gòu)參數(shù)L1對傳感特性的影響
        3.4.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)l對傳感特性的影響
        3.4.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)g對傳感特性的影響
    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對傳感特性的影響
        4.3.3 結(jié)構(gòu)參數(shù)g1和g2對傳感特性的影響
    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)改進研究
        5.5.1 結(jié)構(gòu)模型的改進
        5.5.2 結(jié)構(gòu)的傳輸特性對比
        5.5.3 增益介質(zhì)對傳感特性的影響
    5.6 結(jié)構(gòu)的傳感特性對比分析
    5.7 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務(wù)與主要成果
致謝
作者簡介


【參考文獻】：
期刊論文
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[7]基于SPR光譜分析的液體折射率計[J]. 鄒璐,李慧明,菅傲群,王雷陽.  激光技術(shù). 2018(03)
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[9]基于耦合開口方環(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,顧夢琪.  光子學報. 2017(04)
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博士論文
[1]金屬—介質(zhì)—金屬波導(dǎo)中的表面等離激元：亞波長光學特性研究及應(yīng)用[D]. 陳召.北京郵電大學 2016



本文編號：3626351