表面等離激元（Surface Plasmon Polaritons,SPPs）是光子和電子金屬-介質(zhì)表面相互作用而形成的一種表面電磁波。它被限制在沿著金屬-介質(zhì)界面的方向傳播,并在垂直于界面的方向強(qiáng)度呈指數(shù)衰減。表面等離激元有著獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì),它能夠突破傳統(tǒng)衍射極限,使得光學(xué)元件的尺寸能夠做的更小,有利于光子器件的大規(guī)模集成。表面等離在各種技術(shù)領(lǐng)域中有著廣闊的應(yīng)用前景,包括表面等離激元波導(dǎo)、生物傳感器、納米光學(xué)天線以及光儲存等多種前沿技術(shù)。全光邏輯門作為全光計算和處理的關(guān)鍵性器件,在克服電子設(shè)備基本性能限制上起著重要作用。本文先介紹了表面等離激元基本理論,然后分析了表面等離激元在金屬–絕緣體–金屬（MetalInsulator-Metal,MIM）波導(dǎo)中傳播的基本性質(zhì),最后在MIM波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上設(shè)計和分析了全光邏輯門器件。本文研究的主要工作內(nèi)容如下:1)以基于MIM波導(dǎo)的納米槽腔作為模型,先分析了表面等離激元在納米槽腔中傳播時的基本性質(zhì),并求解出了其在槽腔中共振傳播時的磁場分布方程。然后以該分布方程為理論基礎(chǔ),通過設(shè)置一定的參數(shù),改變其輸入端和輸出端來分別設(shè)計一些不同功能的邏輯門結(jié)構(gòu)... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

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發(fā)展前景.3 全光邏輯門.3.1 全光邏輯門簡介在全光網(wǎng)絡(luò)中，實現(xiàn)全光信息處理的核心單元是光的傳輸、交換、計算。全光輯門是光交換系統(tǒng)的核心組件以及決定網(wǎng)絡(luò)性能的關(guān)鍵因素，它是實現(xiàn)從電子算到光計算、量子計算過程中的跨越橋梁[31]。傳統(tǒng)的全光邏輯門最早是建立在導(dǎo)體材料上的，這種電子器件受到摩爾定律的限制。利用表面等離激元可以突破射極限的特性，在納米尺度上來實現(xiàn)對全光邏輯門的操作與集成，進(jìn)一步降低全全邏輯門的尺寸。目前邏輯門的標(biāo)準(zhǔn)主要有兩個，分別是美國電子電機(jī)工程師學(xué)會(IEEE)標(biāo)準(zhǔn)和際電工委員會(IEC)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)這兩個標(biāo)準(zhǔn)，基本的邏輯門有七種，包括與門AND)、或門(OR)、非門(NOT)、與非門(NAND)、或非門(NOR)、異或門(XOR)以同或門(XNOR)。這七種邏輯門的真值表和符號分別如圖 1-2 和表 1-1 所示。

第一章 緒論表面等離激元的光波導(dǎo)結(jié)構(gòu)能夠突破光的衍射極限，可以進(jìn)一年來關(guān)于表面等離激元的全光邏輯門器件也成為熱門。圖 1-3線的表面等離激元邏輯門，該結(jié)構(gòu)由 Hong 等人[35]提出，它通 門實現(xiàn)了 NOR 門的功能。如圖 1-4 所示的是一種基于表面等導(dǎo)的全光邏輯門，該結(jié)構(gòu)由 Fu 等人[36]提出，通過使用兩個或多導(dǎo)構(gòu)成的 Y 型分枝或多分枝結(jié)構(gòu)，在實驗上實現(xiàn)了多種功能的R、XOR、NOT 與 OR 等邏輯門。這種結(jié)構(gòu)的邏輯門提供一種可以實現(xiàn) SPPs 全光邏輯器件的納米級集成，并應(yīng)用在集成芯片

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]表面等離激元量子信息應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 李明,陳陽,郭光燦,任希鋒.  物理學(xué)報. 2017(14)

博士論文
[1]基于表面等離激元的若干納米光子學(xué)器件[D]. 陳宗強(qiáng).南開大學(xué) 2013



本文編號：3340351