表面等離激元（Surface Plasmon,SP）作為一種光與貴金屬表面自由電子相互作用產(chǎn)生的電磁模式,具有局域場增強(qiáng)的能力,可以將光局域在很小的尺寸空間內(nèi),使光子器件達(dá)到亞波長尺寸,突破光學(xué)衍射極限�；诒砻娴入x激元的超表面結(jié)構(gòu)可在納米尺寸上操控光子,為實(shí)現(xiàn)高集成化、小型化、高性能的納米光子學(xué)器件提供了一種有效的途徑。光開關(guān)作為集成光路的基本邏輯器件,它的發(fā)展對集成光路的構(gòu)建尤為重要。目前,基于各種原理及調(diào)控方式的光開關(guān)相繼被提出并設(shè)計(jì),偏振態(tài)作為光的一個(gè)基本要素,在光與物質(zhì)相互作用過程中對其光學(xué)特性起著決定性的作用,如果可以通過偏振態(tài)實(shí)現(xiàn)對光的開關(guān)控制將具有非常重要的研究意義。本論文基于有限元方法研究了幾種不同納米棒結(jié)構(gòu)的偏振調(diào)控光開關(guān)效果及性能,主要工作如下:首先設(shè)計(jì)了由三組平行雙納米棒構(gòu)成的類T型復(fù)合超表面結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)偏振控制的Fano光開關(guān),該結(jié)構(gòu)由四個(gè)水平納米棒及兩個(gè)豎直納米棒組成。當(dāng)入射光的偏振角度變化π/2時(shí),可實(shí)現(xiàn)光開關(guān)功能,開關(guān)比分別為16.3 dB和18.5 dB,該結(jié)構(gòu)具有較高的靈敏度1147.8 nm/RIU。同時(shí),研究了結(jié)構(gòu)參數(shù)變化對透射光譜的影響,光開關(guān)的... 

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 表面等離激元概述
        1.2.1 表面等離激元基本概念
        1.2.2 表面等離激元性質(zhì)及應(yīng)用
    1.3 表面等離激元光開關(guān)研究現(xiàn)狀分析
        1.3.1 表面等離激元熱光開關(guān)
        1.3.2 表面等離激元電光開關(guān)
        1.3.3 表面等離激元全光開關(guān)
        1.3.4 光開關(guān)現(xiàn)階段存在的問題
    1.4 本論文主要研究內(nèi)容及工作安排
2 表面等離激元理論及計(jì)算方法
    2.1 表面等離激元基本理論
        2.1.1 金屬粒子表面等離激元共振理論
        2.1.2 表面等離激元共振耦合模式理論
        2.1.3 周期性陣列結(jié)構(gòu)表面晶格共振理論
    2.2 有限元計(jì)算方法
        2.2.1 有限元方法介紹
        2.2.2 有限元方法基本原理
        2.2.3 COMSOL Multiphysics仿真建模方法
    2.3 光開關(guān)參數(shù)指標(biāo)計(jì)算方法
    2.4 本章小結(jié)
3 平行雙納米棒復(fù)合的類T型超表面結(jié)構(gòu)偏振控制光開關(guān)
    3.1 引言
    3.2 表面等離激元共振金納米棒耦合模式研究
    3.3 類T型納米棒復(fù)合超表面結(jié)構(gòu)及參數(shù)
    3.4 類T型納米棒超表面結(jié)構(gòu)偏振控制光開關(guān)效果及其性能研究
    3.5 類T型納米棒超表面結(jié)構(gòu)參數(shù)對光開關(guān)特性的影響
    3.6 本章小結(jié)
4 雙IL納米棒復(fù)合超表面結(jié)構(gòu)偏振控制PIT光開關(guān)
    4.1 雙IL納米棒復(fù)合超表面結(jié)構(gòu)及參數(shù)
    4.2 雙IL納米棒復(fù)合超表面結(jié)構(gòu)偏振控制光開關(guān)效果及其性能研究
    4.3 雙IL納米棒復(fù)合超表面結(jié)構(gòu)參數(shù)對光開關(guān)特性的影響
    4.4 本章小結(jié)
5 類矩形納米棒四聚體超表面結(jié)構(gòu)的偏振控制光開關(guān)
    5.1 類矩形納米棒四聚體超表面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
    5.2 類矩形納米棒超表面結(jié)構(gòu)開關(guān)效果
    5.3 類矩形納米棒超表面結(jié)構(gòu)偏振調(diào)控效果
    5.4 類矩形納米棒超表面結(jié)構(gòu)偏振光開關(guān)的性能研究
    5.5 類矩形納米棒超表面結(jié)構(gòu)參數(shù)透射光譜的影響
        5.5.1 周期參數(shù)對透射光譜的影響
        5.5.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對透射特性的影響
    5.6 本章小結(jié)
6 總結(jié)與展望
    6.1 總結(jié)
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果
致謝


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]表面等離激元應(yīng)用研究新進(jìn)展[J]. 高開,唐浩,欒中岳,郝會(huì)穎.  化工新型材料. 2013(01)
[2]表面等離激元——機(jī)理、應(yīng)用與展望[J]. 童廉明,徐紅星.  物理. 2012(09)
[3]表面等離子體激元的若干新應(yīng)用[J]. 雷建國,劉天航,林景全,高勛,厲寶增.  中國光學(xué)與應(yīng)用光學(xué). 2010(05)
[4]表面等離激元研究新進(jìn)展[J]. 王振林.  物理學(xué)進(jìn)展. 2009(03)
[5]Metal-dielectric-metal plasmonic waveguide devices for manipulating light at the nanoscale[J]. Georgios Veronis,Sükrü Ekin Kocabas,David A.B.Miller,MarkL.Brongersma,Shanhui Fan.  Chinese Optics Letters. 2009(04)

博士論文
[1]金屬微納米結(jié)構(gòu)局域表面等離激元共振和表面等離極化激元傳播特性研究[D]. 張志東.西南交通大學(xué) 2014
[2]金屬納米粒子表面等離子體共振效應(yīng)的調(diào)控及相關(guān)應(yīng)用[D]. 曲文剛.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2013



本文編號：3689650