基于等离子体诱导透射效应的谐振微腔金属波导结构传输特性研究

发布时间：2024-07-09 01:13

　　表面等离子体激元(surface plasmon polaritons,SPPs)是一种被束缚在金属表面传播的电子疏密波。由于可以突破传统的衍射极限,表面等离子体激元已经吸引了人们的广泛关注,基于表面等离子体激元光子器件的设计及应用已成为当前国内外研究热点之一。本文采用了有限元方法,提出了几种基于等离子体诱导透明及吸收效应的亚波长波导微纳结构,主要研究工作如下:首先,研究了矩形谐振腔金属-介质-金属结构在可见光及通信波段的传输特性,发现了透射谷位置随腔几何参数变化移动的规律。分析了双矩形侧耦合腔结构等离子体诱导透明效应(plasmon-induced transparency,PIT)形成和演化机理:一种是由两个失谐共振态间建立的相耦合来实现,另一种是由与主波导直接耦合的明模式和与主波导间接耦合的暗模式之间的相消干涉来实现。进一步提出了三矩形腔结构和四矩形腔结构,研究了二种结构在可见光及通信波段的多波长可调PIT现象。结果表明,对于三矩形腔系统,仅调节顶端腔与系统横向或纵向距离,可同时控制PIT双重峰;对于四矩形腔系统,同步调节三个腔的长度、高度和有效折射率,能够控制PIT三重峰。其次...

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【学位级别】：博士

【部分图文】：

图１．１扫描电子显微镜下Ｖ形天线阵列超表面图像（引自文献［３２］）??３??

之间耦合形成的共振提供。２０１１年哈佛大学Ｃａｐａｓｓｏ教授课题组首次提出了超衮面概??念，他们利用Ｖ形天线结构实现相位控制，从而实现反常电磁波透射和反射的超表面??设计，如图１．１所示，此工作立刻引起了科学界的广泛关注Ｍ。??图１．１扫描电子显微镜下Ｖ形天线阵列超表面图像（引自....

图１．２金属开口环与金属线构成的超材料（引自文献［５３］）??

光学原件的热情，结果人们很快成功制造出了在太赫兹波段以及近红外波段产生负折??射率的微米量级结构。２００１年，加州大学Ｓｍｉｔｈ课题组将开口金属环与金属细线结合??构成超材料，如图１．２所示，实现了吉赫兹波段的负折射率２００４年，加州大学伯??克利分校张翔课题组将开口环缩小至微米....

图1.4(a)负折射率超透镜结构图:(b)超透镜成像与传?

图１．３?（ａ）从空气到银纳米线超材料负折射示意图；（ｂ）金属银注入氧化铝超材料图，银纳米线直??径６０ｎｍ，线线距ｌｌＯｎｍ（引自文献［５５］）??３、超分辨率成像??自光的衍射定律被发现以来，如何突破光的衍射极限一直是人们的研究目标。所??谓衍射极限就是当成像系统对一个物体进....

图１．６?ＭＩＭ波导结构示意图??随着科技的发展，人们对于表面等离子体激元的研究越来越广泛而且越来越深??

Ｗａｎｇ等人设计了一种由ＭＩＭ波导和圆环形谐振腔构成的二维微纳结构，研究了其透??射特性，发现入射光在５００ｎｍ－２０００ｎｍ范围内该结构有两个透射峰，通过改变环的半??径可以调节透射峰的位置Ｉ１—；?Ｗｕ等人在此基础上设计了一种传感器，如图１．７所示，??通过在波导及环腔中加入....

本文编号：4004167