表面等離子體布拉格波導濾波器特性研究.pdf

1、表面等離子體激元是一種在金屬和電介質(zhì)表面激發(fā)的電磁場傳播模式，它的一項重要用途就是能夠?qū)崿F(xiàn)亞波長尺度對光的控制。金屬-絕緣體-金屬波導（Metal-Insulator-Metal，MIM）作為表面等離子體波導的重要分支之一，具有獨特的優(yōu)勢，成為了近年來光子器件研究的熱點之一。本文中我們研究了基于MIM波導的布拉格濾波器的傳輸特征，設(shè)計了一些調(diào)節(jié)透射譜線特征的結(jié)構(gòu)。
　　首先，我們通過時域有限差分方法討論了在MIM波導內(nèi)傳輸?shù)腡M0

2、模式的電磁場分布特征，通過采用TEM模近似推導出了金屬布拉格波導濾波器的傳輸矩陣方程，同時使用時域有限差分方法和傳輸矩陣方法對這種濾波器的透射率譜線進行了數(shù)值計算，結(jié)果表明兩種方法計算的結(jié)果吻合的很好。我們還討論了該濾波器的各結(jié)構(gòu)參數(shù)，研究了其對透射譜線的影響。
　　進一步的我們討論了該種這種金屬波導濾波器的譜帶調(diào)控方法，首先我們研究了禁帶譜高階譜線的調(diào)控，通過采用合適的周期單元長度配比，我們可以有選擇的使高階譜實現(xiàn)導帶、禁帶的互

3、換，這為波長吸收濾波器的設(shè)計提供了有效的方法。然后我們分別通過改變這種二元金屬波導濾波器結(jié)構(gòu)內(nèi)波導寬度的差異、介質(zhì)夾層的折射率、漸變中心波長以及合并兩濾波器禁帶，實現(xiàn)了禁帶譜寬度的增寬。最后在此基礎(chǔ)上，我們設(shè)計同時濾除1310nm和1550nm波長的金屬波導濾波器，為實際的應用提供借鑒方案。
　　最后，由于這種金屬波導濾波器中旁瓣的存在，我們討論了該結(jié)構(gòu)的高頻和低頻邊帶的切趾方法，提出了兩種不同的切趾結(jié)構(gòu)。并通過數(shù)值模擬方法，對比