等效表面等离激元在微波器件中的应用研究

发布时间：2022-08-07 20:40

　　表面等离子激元（Surface Plasmon Polaritons,SPPs）通常是指光频段存在于贵金属表面的一种高度束缚的表面波电磁模式,是金属表面自由电子在外部电磁场诱导下而产生的集体共振,局域在金属表面并沿着金属与介质交界面传输（[1]）。这种高束缚态表面波具有显著的亚波长约束、近场增强以及慢波等特性。然而在低频段（微波、太赫兹和中红外）,金属可以近似为理想导体,表面等离子激元模式不复存在。研究人员通过在金属表面刻蚀周期性孔洞以降低金属的等效等离子体频率,实现了表面模式的高度局域化和亚波长约束,称之为人工表面等离子激元。近来,学者发现利用波导结构色散同样可以在两种介电常数为正的材料交界面实现等效表面等离子激元（Effective Surface Plasmon Polaritons,ESPPs）和局域型等效表面等离子激元（Effective Localized Surface Plasmons,ELSPs）。本文研究了ESPPs和ELSPs的基本电磁性质,并提出了多种基于ESPPs和ELSPs的微波器件和波导结构,主要包括:1.提出了一种基于ELSPs的谐振器,该谐振器由长度小... 

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
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缩略词
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 表面等离子激元的基本特性和研究概况
    1.3 等效表面等离子激元的基本特性和研究概况
        1.3.1 等效表面等离子激元的基本特性
        1.3.2 等效表面等离子激元的色散关系
        1.3.3 等效表面等离子激元的研究概况
    1.4 本文的章节安排及主要工作
第二章 基于局域型等效表面等离子激元的谐振器
    2.1 引言
    2.2 基于ELSPs的谐振器设计和分析
        2.2.1 基于ELSPs的谐振器设计与仿真分析
        2.2.2 基于ELSPs的谐振器实物测试分析
    2.3 本章小结
第三章 基于等效表面等离子激元的宽带能量聚焦结构
    3.1 引言
    3.2 基于ESPPs的宽带能量吸收结构设计
    3.3 基于ESPPs的宽带能量吸收结构仿真分析
    3.4 本章小结
第四章 多层系统中等效表面等离子激元的传输特性研究
    4.1 引言
    4.2 双层系统中等效表面等离子激元的隧穿特性研究
        4.2.1 双层等离子波导单元结构的色散关系分析
        4.2.2 双层等离子波导中ESPPs的传输性能分析
        4.2.3 双层等离子波导中ESPPs在笔直等效ENZ通道的隧穿效应
        4.2.4 双层等离子波导中ESPPs在90 度弯折等效ENZ通道的隧穿效应
    4.3 三层系统中等效表面等离子激元的传输特性研究
        4.3.1 三层等离子波导传输系统的色散特性及仿真分析
        4.3.2 基于三层等离子波导等效MIM结构的ESPPs功分器设计
    4.4 本章小结
第五章 结束语
参考文献
致谢
在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3671009