表面等离激元诱导透明及可调光开关的研究

发布时间：2020-12-31 13:18

　　表面等离激元是入射电磁波与金属表面的自由电子耦合引起的集体振荡形成的电磁波。表面等离激元具有的突破衍射极限的特点,使得其可以在亚波长尺度下传播,从而应用于大规模集成光路。金属表面等离激元结构简单,应用广泛,可以用于等离激元诱导透明、等离激元传感等方面。石墨烯表面等离激元将表面等离激元与太赫兹波段联系起来,降低了损耗,提高了传输效率,同时可以实现对其的调控。本文分别以金属表面等离激元和石墨烯表面等离激元为结构基础,设计了矩形环盘结构波导、非线性材料圆环波导以及电可调石墨烯光开关,分析了其传输特性等。本文的主要内容如下:（1）简要介绍了表面等离激元的发现、性质、特点,并简要介绍了研究的背景以及发展现状。（2）以金属自由电子气模型为起点介绍了金属表面等离激元的波动方程,分别介绍了单界面以及多界面系统中的表面等离激元的表达形式及特征性质,最后介绍了金属表面等离激元的几种常用激发方法。（3）从石墨烯的电子能带结构出发,推导了石墨烯的电导率,介绍了石墨烯表面等离激元的表达方式,并分别对单层石墨烯、多层石墨烯、石墨烯金属混合结构中表面等离激元的模式进行分析,并介绍了不同结构中石墨烯表面等离激元的特点... 

【文章来源】：青岛大学山东省

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

单界面系统

图 2.2 多界面系统 z m时，有3i xk zyH Ae e 2-330 3i xk zxAE i k e e 2-30 3i xk zzAE e e 2- z m 时，有2i xk zyH Be e 2-

青岛大学硕士学位论文1 212 1tanhkk mk 2-(31b)以上两式中，第一个方程代表奇模，第二个方程代表偶模。奇模指的是 ( )xE z 是奇函数， ( )yH z 、 ( )zE z 是偶函数；偶模指的是 ( )xE z 是偶函数， ( )yH z 、 ( )zE z 是奇函数。2.5 表面等离激元的激发方式以棱镜耦合为例。图 2.3 是棱镜耦合的色散曲线。可以看到，空气与棱镜的光锥之间没有交点。因此只有满足波矢匹配条件时，才能激发表面等离激元。下面是几种常见方法。

【参考文献】：
硕士论文
[1]表面等离激元波导特性分析及其应用研究[D]. 李凯.青岛大学 2017



本文编号：2949671