基于表面等离子激元的电磁诱导吸收机制及应用研究
发布时间：2022-01-15 18:01
表面等离子体激元（Surface Plasmons Polaritons,SPP）是金属中的自由电子和介质中的电磁场耦合震荡形成的沿金属表面传播的电磁波,由于其独特的局域场增强特性,可以把电磁波束缚在亚波长范围来突破衍射极限。因此SPP被大量应用到集成器件中,如滤波器、光开关、传感器等领域。在这些领域中,怎样按照人们的意愿来调控SPP在纳米结构中的传输是国内外学者长期关注的一个重要问题。实现SPP在光集成器件上的动态调控已经成为近几年的研究热点。等离子体激元诱导透明效应（Plasmon Induced Transparency,PIT）是电磁诱导透明的等离子体类似物,由于其独特的色散特性和应用前景而引起了极大的关注。与等离子体激元诱导透明效应相比,等离子体激元诱导吸收效应（Plasmon Induced Absorption,PIA）也源于明暗模式的相长干涉,导致在宽透射峰值内出现窄透射谷。PIA具有异常色散、独特的快光特性、窄线宽和吸收增强特性,在光学调制器、光学开关、吸收器、传感器、快光等领域有广泛应用。但是目前对PIA效应的动态调节研究较少,尤其是多PIA效应的理论研究和应用。本...
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２⑷和ｌ－２（ｂ），另一种??
?．??那么，上式可以将元胞中每一点的电场与磁场的时间分布直观的表示出来，既包含??了时域信息，也包括了频域信息，这就是著名的Ｙｅｅ元胞模型，如图２＿２可见。此??夕卜，电场和磁场交替抽样的顺序遵循半个时间步长间隔规律，使麦克斯韦旋度方程??离散以后构成显式差分方程，从而可以在时间上迭代求解，而不需要进行矩阵的求??逆运算。所以这里需要给定边界条件和初始值，利用ＦＤＴＤ方法就可以逐步推进求??得之后随／变化的空间电磁场分布［５３］。??！??－Ｊ???”?／??ｊｙｙ?Ｉ?ｊ?！?ｊ／??ｉ……一－－—……７１?（ｉｊｎ．ｋ）??７＇；’………—７??（ｉ＋ＬＪ－ｋ）?／??图２－２?Ｙｅｅ元胞［５４】??１８??
３．?１结构设计和理论??３．１．１耦合谐振腔波导结构的设计??如下图３－１是本文提出的ＭＩＭ等离子体波导结构示意图。两个长波导旁边是三??个蚀刻相同的侧向耦合矩形谐振腔Ａ、Ｂ、Ｃ，长度都为５００?ｎｍ，腔体与腔体之间的??间距为３０?ｎｎｕ在本文中，两个波导的宽度设置与三个侧耦合谐振腔ｎ?＝?１００?ｎｍ相??同，以便支持ＳＰＰ模式。整个结构选择Ｓｉ０２作为衬底材料，图３－１中绿色的部分是??Ａｇ，其频域光学特性可以简单的用Ｄｒｕｄｅ模型［５５１表征：这里??似《＝?３．７指的是无限角频率下的介电常数，邮代表体积等离子体频率（非角频率），??其值为１．３８ｘｌＯｌ６ｆ，代表阻尼率。在实际实验中，入射激光源可以??通过置于直波导前端的光栅激发ＴＭ偏振ＳＰＰ波［１４］，并且从ＭＩＭ波导的左端口注??２３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅基光子集成研究进展[J]. 周培基,李智勇,俞育德,余金中. 物理学报. 2014(10)
[2]电磁诱导吸收的研究进展[J]. 张连水,李晓莉,赵静宜,刘芳怡. 河北大学学报(自然科学版). 2010(06)
[3]表面等离子体亚波长光学原理和新颖效应[J]. 顾本源. 物理. 2007(04)
[4]相长干涉:电磁诱导吸收[J]. 王丽,胡响明. 物理学报. 2004(08)
博士论文
[1]基于原子相干的多脉冲光束群速度操控[D]. 姜其畅.山西大学 2015
[2]基于表面等离激元的光伏和传感器件设计与调控[D]. 任文贞.中国科学技术大学 2014
[3]亚波长结构金属薄膜中光的异常传输现象及应用[D]. 胡晓.上海交通大学 2008
[4]电磁诱导透明及其非线性特性研究[D]. 杨丽君.河北大学 2007
硕士论文
[1]基于石墨烯和双曲色散超材料的新型光学功能器件性能研究[D]. 周学通.华中科技大学 2016
[2]二维波导结构中类电磁诱导透明及其物理机制的研究[D]. 杨辉.中南大学 2014
[3]电磁诱导吸收的研究[D]. 王丽.华中师范大学 2004
[4]两类矩形波导中消失电磁波的模拟与研究[D]. 李建北.电子科技大学 2003
本文编号：3591073
【文章来源】：北京邮电大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：65 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－２⑷和ｌ－２（ｂ），另一种??
?．??那么，上式可以将元胞中每一点的电场与磁场的时间分布直观的表示出来，既包含??了时域信息，也包括了频域信息，这就是著名的Ｙｅｅ元胞模型，如图２＿２可见。此??夕卜，电场和磁场交替抽样的顺序遵循半个时间步长间隔规律，使麦克斯韦旋度方程??离散以后构成显式差分方程，从而可以在时间上迭代求解，而不需要进行矩阵的求??逆运算。所以这里需要给定边界条件和初始值，利用ＦＤＴＤ方法就可以逐步推进求??得之后随／变化的空间电磁场分布［５３］。??！??－Ｊ???”?／??ｊｙｙ?Ｉ?ｊ?！?ｊ／??ｉ……一－－—……７１?（ｉｊｎ．ｋ）??７＇；’………—７??（ｉ＋ＬＪ－ｋ）?／??图２－２?Ｙｅｅ元胞［５４】??１８??
３．?１结构设计和理论??３．１．１耦合谐振腔波导结构的设计??如下图３－１是本文提出的ＭＩＭ等离子体波导结构示意图。两个长波导旁边是三??个蚀刻相同的侧向耦合矩形谐振腔Ａ、Ｂ、Ｃ，长度都为５００?ｎｍ，腔体与腔体之间的??间距为３０?ｎｎｕ在本文中，两个波导的宽度设置与三个侧耦合谐振腔ｎ?＝?１００?ｎｍ相??同，以便支持ＳＰＰ模式。整个结构选择Ｓｉ０２作为衬底材料，图３－１中绿色的部分是??Ａｇ，其频域光学特性可以简单的用Ｄｒｕｄｅ模型［５５１表征：这里??似《＝?３．７指的是无限角频率下的介电常数，邮代表体积等离子体频率（非角频率），??其值为１．３８ｘｌＯｌ６ｆ，代表阻尼率。在实际实验中，入射激光源可以??通过置于直波导前端的光栅激发ＴＭ偏振ＳＰＰ波［１４］，并且从ＭＩＭ波导的左端口注??２３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅基光子集成研究进展[J]. 周培基,李智勇,俞育德,余金中. 物理学报. 2014(10)
[2]电磁诱导吸收的研究进展[J]. 张连水,李晓莉,赵静宜,刘芳怡. 河北大学学报(自然科学版). 2010(06)
[3]表面等离子体亚波长光学原理和新颖效应[J]. 顾本源. 物理. 2007(04)
[4]相长干涉:电磁诱导吸收[J]. 王丽,胡响明. 物理学报. 2004(08)
博士论文
[1]基于原子相干的多脉冲光束群速度操控[D]. 姜其畅.山西大学 2015
[2]基于表面等离激元的光伏和传感器件设计与调控[D]. 任文贞.中国科学技术大学 2014
[3]亚波长结构金属薄膜中光的异常传输现象及应用[D]. 胡晓.上海交通大学 2008
[4]电磁诱导透明及其非线性特性研究[D]. 杨丽君.河北大学 2007
硕士论文
[1]基于石墨烯和双曲色散超材料的新型光学功能器件性能研究[D]. 周学通.华中科技大学 2016
[2]二维波导结构中类电磁诱导透明及其物理机制的研究[D]. 杨辉.中南大学 2014
[3]电磁诱导吸收的研究[D]. 王丽.华中师范大学 2004
[4]两类矩形波导中消失电磁波的模拟与研究[D]. 李建北.电子科技大学 2003
本文编号：3591073
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