THz波段伪表面等离子体激元耦合传输及应用研究

发布时间：2025-01-06 00:11

　　本文主要研究了THz波段金属表面光栅结构所支持的Spoof spps模式的慢光传输特性及应用。论文主要内容如下:首先,采用模式展开法和等效介质理论研究金属表面光栅结构和金属表面二维孔洞阵列所支持Spoof spps模式的色散关系,发现其与光波段实际金属的spps模式色散关系具有很大的相似性。这两类结构可以在微波和THz波段实现Spoof spps表面模式的激励与传输,且可通过控制结构的几何参数来控制其Spoof spps的模式特性。接着,研究了THz波段金属表面光栅结构的Spoof spps慢光效应及传感应用。先研究了结构均匀金属光栅的Spoof spps模式色散关系和传输特性。结果表明,金属表面光栅结构是一种优良的THz等离子体波导,并且所填充介质折射率越大,色散截止频率越低。接着,研究了槽深度渐变的金属表面光栅结构的Spoof spps模式表面波传输特性。该结构可以在宽频段实现慢光效应,并可以将不同频率THz波局域到光栅波导上不同的位置。然后,研究了填充硅介质梯度金属光栅的Spoof spps模式传输特性。研究表明,通过激光泵浦调节硅介质折射率,可以调制其Spoof spps模式的传...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1(a)Spps电荷分布和电磁场示图；(b)沿界面垂直方向上Ez电场强度随距离指数衰减图；(c)Spps色散曲线

第1章引言Spoofspps研究现状1表面等离子体激元发展概述表面等离子体激元是一种沿着介质和金属界面方向传播的电磁波模式，在面垂直的方向上场强约束并倏逝衰减。电磁场与导体内电子进行等离子体耦合作用激发了金属界面上的Spps束缚模式。下图1.1(a)展示了S....

图2(a)金属表面光栅；(b)金属表面孔洞阵列

对EOT现象的大量研究，发现该现象与Spps有关。最终，在2003年Ebbesen人在《Nature》杂志上发表了具有里程碑意义的研究成果[26]：“Surfaceplasmonubwavelengthoptics”，为Spps亚波长光学的研究开辟了全新道路....

图3(a)V型槽Spoofspps波导；(b)多米诺Spoofspps波导结构

由结构几何参数(周期、槽宽、深度)决定,通过改变结构参数可以实现不同频的Spps，其色散特性与光波段实际金属的Spps模式相似。Pendry的研究开了Spps在低频段的应用研究。随后，Hibbins等人在实验上验证了Pendry的想[27]。随后，人们不断提出多....

图4凹槽-狭缝结构示意图

第1章引言结构以实现THz光束操纵能力[30]，图4(a)展示了其结构，结构中具有深浅两凹槽，并且左右两侧不对称分布。通过狭缝衍射作用，浅凹槽阵列用于Spoofpps表面波的激励和传输，然后在深凹槽的作用下表面波被衍射为真空传输波。结构能够实现THz光波分束和....

本文编号：4023488