亞波長(zhǎng)等離激元波導(dǎo)傳輸特性的研究.pdf

1、即將進(jìn)入一個(gè)光電集成的時(shí)代，但電子器件、光子器件尺寸的不匹配影響了集成度的進(jìn)一步提高。電子器件能集成在百納米以下，而光子器件由于受衍射極限的影響，尺寸在微米量級(jí)。雖然光子晶體可以部分地解決問(wèn)題，但它是典型的周期性結(jié)構(gòu)，只能有部分波長(zhǎng)的光通過(guò)，不能完全滿足要求。表面等離激元(SPPs)是指外界光場(chǎng)和金屬表面的電子相互作用而被其俘獲，它既具有光子學(xué)的速度，又具有電子學(xué)的尺度。SPPs為全面突破這一瓶頸帶來(lái)了新的希望，從而能走出現(xiàn)在的困境。利

2、用SPPs人們可以實(shí)現(xiàn)橫截面尺寸遠(yuǎn)小于半波長(zhǎng)的光波導(dǎo)。SPPs具有廣泛的應(yīng)用前景，例如亞波長(zhǎng)光學(xué)、光存儲(chǔ)、新型芯片、光刻蝕術(shù)和生物光學(xué)等。 現(xiàn)在，SPPs引起了各個(gè)領(lǐng)域科學(xué)家的關(guān)注，包括物理學(xué)、化學(xué)、材料學(xué)以及生物學(xué)等。SPPs最吸引的地方在于它能夠在亞波長(zhǎng)結(jié)構(gòu)中對(duì)光進(jìn)行約束和操控。金屬介質(zhì)亞波長(zhǎng)等離激元波導(dǎo)被視為未來(lái)最有希望實(shí)現(xiàn)光電納米集成的主導(dǎo)技術(shù)，我們的研究主要圍繞其傳輸特性展開(kāi)。 本文的內(nèi)容主要分為以下幾個(gè)部分：

3、首先概述了表面等離激元的意義、形成、發(fā)展、應(yīng)用等情況。討論了表面等離激元的特性。對(duì)SPPs的色散關(guān)系進(jìn)行了分析，從理論上證明了表面等離激元波不會(huì)以。TE模式存在，而只能以TM模式存在，探討了SPPs的特性參數(shù)。此外，還進(jìn)行了金屬介質(zhì)界面上的SPPs傳播的研究。本論文的重點(diǎn)是探討亞波長(zhǎng)等離激元波導(dǎo)的傳播特性。對(duì)隧道、矩形孔、帶狀不同結(jié)構(gòu)的金屬介質(zhì)亞波長(zhǎng)等離激元波導(dǎo)的有效折射率、傳輸損耗、場(chǎng)分布等進(jìn)行了比較研究。設(shè)計(jì)了90°拐角、Y型分束器