金属—介质—金属等离子体波导法布里—珀罗腔波分复用器研究

发布时间：2023-02-12 13:42

　　表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)金属/介质/金属(MIM)波导结构具有高强度的能量局域特性和传导特性,因此该结构已经成为微纳米波导光学中的研究热点。法布里-珀罗腔(Fabry-Perot cavity)是通过双隔离层中的能量反射实现对入射光共振加强的结构。因此,将MIM波导和法布里-珀罗腔结合起来能对传输能量产生一系列特殊效果。另外,复用(multiplexing)技术是通过将信号进行分载传输处理并最终实现汇合传输的技术。本文集成MIM波导结构、法布里-珀罗腔和复用技术于一体,旨在解决当前波导复用结构中的能量传输损耗问题。主要研究工作如下:1、提出了一种内嵌金属块纳米圆盘结构,该结构具有高性能带通滤波特性,其通频的中心波长和品质因子可由内嵌金属块的参数进行调整。从SPPs的激发耦合理论分析了其中形成的法布里-珀罗腔对表面等离子激元的影响,并从这种现象出发,详细讨论了该结构产生品质因子增加、半波宽降低等现象的原因。2、根据上述提出的波导耦合圆盘谐振腔结构,提出一种高性能多通道波分复用器。通过调整谐振腔个数可动态调整波分复用分频数,可实现双通道...

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 表面等离子激元(SPPs)发展历程
    1.3 SPPs的研究现状
    1.4 基于MIM波导复用结构的应用
        1.4.1 MIM波导复用结构实现波分复用器
        1.4.2 MIM波导复用结构实现逻辑门
        1.4.3 MIM波导复用结构实现逻辑信号源
    1.5 本文的主要内容及结构安排
第二章 基本理论及数值模拟方法
    2.1 引言
    2.2 表面等离子激元基本理论
        2.2.1 金属表面等离子激元计算模型
        2.2.2 SPPs色散关系
        2.2.3 特征参数
        2.2.4 SPPs的激发方式
    2.3 法布里-珀罗腔基本理论
    2.4 数值模拟计算方法
        2.4.1 基本计算方法
        2.4.2 边界条件
        2.4.3 激励源的设置
    2.5 本章小结
第三章 内嵌矩形金属块纳米圆盘结构等离子体多通道波分复用器
    3.1 引言
    3.2 内嵌矩形金属块纳米圆盘结构的滤波特性
        3.2.1 计算模型
        3.2.2 结果讨论
    3.3 内嵌矩形金属块纳米圆盘结构的解复用特性研究
        3.3.1 计算模型
        3.3.2 结果讨论
    3.4 本章小结
第四章 基于锯齿共振腔耦合金属波导结构多通道等离子体逻辑门输出光源
    4.1 引言
    4.2 金基于锯齿共振腔耦合金属波导结构的滤波特性
        4.2.1 计算模型
        4.2.2 结果讨论
    4.3 基于锯齿共振腔耦合金属波导结构的解复用特性研究
        4.3.1 计算模型
        4.3.2 结果讨论
    4.4 本章小结
第五章 等离子体MIM波导工艺方案研究
    5.1 引言
    5.2 基本制备工艺思路
    5.3 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
致谢
作者在攻读硕士学位期间的主要研究成果



本文编号：3741215