微納結(jié)構(gòu)光子器件的光學(xué)傳輸特性研究.pdf

1、微納光學(xué)技術(shù)是一門新近發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，越來(lái)越受到世界各國(guó)的重視，而伴隨該技術(shù)發(fā)展所產(chǎn)生的納米光子器件更是成為了各國(guó)科研人員研究的熱點(diǎn)。為了進(jìn)一步探索微納光子結(jié)構(gòu)的功能，設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良的微納光子器件，本文利用時(shí)域差分(FDTD)的數(shù)值計(jì)算方法，對(duì)光在微納光子器件中的傳輸特性，包括聚焦特性，偏振及濾波特性進(jìn)行了詳細(xì)的研究，并根據(jù)研究結(jié)果提出了兩種新型納米光子器件，即納米微孔光子篩器件和偏振濾波復(fù)合功能器件。
　　 本文詳細(xì)分析了光在

2、經(jīng)過(guò)納米微孔光子篩器件傳輸過(guò)程中電磁波的各個(gè)矢量場(chǎng)強(qiáng)的變化情況，研究了光子篩微孔孔徑，光子篩環(huán)數(shù)，微孔密度調(diào)制函數(shù)以及金屬層厚度等參數(shù)對(duì)光經(jīng)過(guò)光子篩器件后的聚焦特性影響。理論發(fā)現(xiàn)利用納米微孔光子篩可實(shí)現(xiàn)亞波長(zhǎng)尺寸的聚焦。這種器件用納米微孔陣列取代了傳統(tǒng)的菲涅爾波帶片，并采用切址函數(shù)對(duì)納米孔陣列進(jìn)行密度調(diào)制，突破了傳統(tǒng)波帶片的結(jié)構(gòu)限制。采用時(shí)域差分算法對(duì)納米微孔光子篩器件進(jìn)行模擬后發(fā)現(xiàn)，納米微孔光子篩聚焦平面處焦斑次級(jí)大背景強(qiáng)度減小為波帶

3、片聚焦平面處的五分之一，主極大呈現(xiàn)出極好的中心對(duì)稱性，次級(jí)大也呈現(xiàn)了很好的空間對(duì)稱性?？朔藗鹘y(tǒng)菲涅爾波帶片的非對(duì)稱聚焦及次極大背景過(guò)強(qiáng)的缺點(diǎn)。
　　 本文同時(shí)研究了納米結(jié)構(gòu)器件產(chǎn)生偏振和濾波復(fù)合功能的機(jī)理。提出了一種新型的兼有偏振和濾波復(fù)合功能特性的亞波長(zhǎng)光子器件。利用時(shí)域差分(FDTD)的方法分析了納米結(jié)構(gòu)材料性質(zhì)和尺寸，包括基底折射率，電介質(zhì)過(guò)渡層折射率，電介質(zhì)過(guò)渡層結(jié)構(gòu)(光柵或薄膜)，電介質(zhì)過(guò)渡層厚度，金屬光柵層厚度以及