基于表面等離子體波的光學(xué)可調(diào)濾波器的研究.pdf

1、本文研究的是基于表面等離子體波的一種新型光學(xué)可調(diào)濾波器，與傳統(tǒng)濾波器相比，它的結(jié)構(gòu)更簡單。而且重量輕、低功率、高效率和受溫度影響不大。在可調(diào)濾波器中入射光是白光，它的工作過程是通過改變表面等離子體波的耦合距離或者電光材料的介電常數(shù)來使光學(xué)波長得到選擇。當(dāng)表面等離子體波在金屬/介質(zhì)/金屬交界面激起時(shí)，通過表面等離子體波的耦合使特定波長的光透射出去，透射光是彩色光。表面等離子體可調(diào)濾波技術(shù)能和現(xiàn)有的光學(xué)探測技術(shù)相結(jié)合，可以發(fā)展成有源光學(xué)濾波

2、器。這會在高光譜影像、材料和化學(xué)分析，以及視頻監(jiān)控和偵察中得到廣泛的應(yīng)用。
　　本研究首先對表面等離子體波的色散關(guān)系和相應(yīng)特性做了詳細(xì)的分析。并且討論了利用光激發(fā)表面等離子體波的幾種模式，同時(shí)還對決定濾波器設(shè)計(jì)尺寸的四個(gè)重要的特征長度給出了表達(dá)式。其次，介紹了介質(zhì)層為空氣的可調(diào)濾波器，分析了濾波器中棱鏡和金屬材料的選取，然后利用多層膜表面等離子體共振中反射率和透射率的公式，討論了金屬層厚度對濾波器特性的影響，設(shè)計(jì)出來的濾波器基本在

3、可見光范圍內(nèi)可以進(jìn)行可調(diào)濾波。為了防止銀膜被氧化，提出了雙層金屬膜結(jié)構(gòu)，分析了它的金屬層厚度和空氣縫隙的變化對濾波器峰透過率、帶寬和色純度的影響。還對介質(zhì)層為空氣的寬譜可調(diào)濾波器進(jìn)行了研究。最后，研究了介質(zhì)層是電光材料的可調(diào)濾波器，建立了反射式和透射式兩種類型的濾波器模型，通過改變電光材料的介電常數(shù)，計(jì)算模擬了共振波長、帶寬、共振峰值以及反射光和透射光的顏色的變化，還用TFCalc軟件模擬計(jì)算了電場強(qiáng)度的分布，同時(shí)對寬譜可調(diào)濾波器電控的