基于亚波长金属结构的光学各向异性及非线性特性的研究与应用
发布时间：2021-03-03 16:22
随着工业和社会的发展,人们对光学器件的集成提出了很高的要求。在这一背景下,表面等离激元作为目前唯一一种可以在亚波长范围内调控处理光学信号的手段而受到了广泛的研究。在相关研究工作中,表面等离激元的非线性效应有大量的研究成果。然而可以发现的是,这些工作主要集中在了表面等离激元到空间光的非线性过程上,缺少由表面等离激元到表面等离激元的非线性过程,这实际上不利于将来光学集成设计。为了解决这个问题,本论文就表面等离激元到表面等离激元的非线性过程进行了研究。在进行该项研究之前,由于多数非线性介质中往往具有各向异性性质,而这领域的相关工作成果较少,因此,我们也对表面等离激元的各向异性特性展开了研究。本文主要研究了表面等离激元各向异性特性和非线性特性。各向异性的研究中,我们发现了各向异性引起的新现象,并设计了相关器件。非线性的研究中,本论文主要研究了表面等离激元的二次谐波生成过程和实现倍频波矢匹配的方法。本文主要的研究内容与创新点如下:1.本论文设计仿真了一个包含各向异性介质圆腔的金属-介质-金属表面等离激元波导结构。发现由于填充了各向异性介质,导致圆腔内的驻波场分布出现了随波长增长而顺时针旋转的现象...
【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】：151 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２三层表面等离激元结构示意图
?北京邮电大学工学博士学位论文???｜?ｍ?ＭｉＶ??Ｉｔ！＜＇?＾??ｉｊｉｉｏ??ｚ＝ｄ?Ａ－－－－．一ＩＴ?“??２＝ｄ??图１－３结构和结构内尽分量示意图。中间层厚度为忒场沿ｘ正方向传播。（ａ）奇模式，（ｂ）偶模??式。引自文献［２２〗。??显然，式（１－２７）对于，来说是超越方程，无法获得解析解，但是我们能用数??值解来了解＃的性质。以ＭＩＭ结构为例，我们可以解出不同波长和不同中间层??厚度的情况下偶模式ＳＰＰ的等效折射率和传播长度。图１－４显示的是银－空气－银??结构中的ｔ青况。??＾??????—???６〇．＿．＿■＿￣￣—?—￣￣￣￣――￣￣￣??２．２．气）Ｘ秦?＾?一一??．＇?ｊ?＾ｗ＾ＳＯａｎｉ?５０－?？？－？—？?？＊＊２０？８：＞??｜?２：０－?＼?１—＾??＇Ｚ?ｖ．?方?Ｖ，?炉：１?如卿?ｉ?ｍ?／?—？一?細《??鲁淡＇?一＾＿?｜?’?／?一，腦細??Ｉ?ｖ，?Ｉ．?／?￣??Ｉ?１．６－?＾?．１?，?／?Ｚ??！，，■ｖ????４ｍ?＜ｍ?ｍ＞?ｕｍ?ｎｍ?ｈｏｏ?ｕｘ？ｏ?ｉｒｎ?２ｍｍ?ｍ?＜ｍ?ｓｏｏ?｛?〇ｍｉ?ｉ２＜）〇?１４００?＼ｘｍ?１?ｗ?２ｉ＞ｂｏ??Ｗａｖｅｆｅｎｇ＾ｓ｛＊ｗｎ）?ＷａｖｅＪｅａｇｔｈ（ｎｍ）??图ｌ－４（ａ）不同介质层厚度下等效折射率实部在４００到２０００ｎｍ波长范围上的变化；（ｂ）不同介质??层厚度下表面等离激元传播长度在４００到２０００ｎｍ波长范围上的变化。引自文献［２３］。??从图中我们可以得到关于ＭＩＭ结构中偶模式表面等离激元如下结论：等效??折射率随着波长增加和
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Multimode-interference-based crossing for metal-insulator-metal waveguides[J]. 买威洁,崔鲁娜,于丽. Chinese Optics Letters. 2017(03)
[2]新型紫外倍频晶体β-BaB2O4的光学性能和生长[J]. 陈创天,吴柏昌,江爱栋,尤桂铭. 中国科学（B辑 化学 生物学 农学 医学 地学）. 1984(07)
本文编号：3061563
【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】：151 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－２三层表面等离激元结构示意图
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Multimode-interference-based crossing for metal-insulator-metal waveguides[J]. 买威洁,崔鲁娜,于丽. Chinese Optics Letters. 2017(03)
[2]新型紫外倍频晶体β-BaB2O4的光学性能和生长[J]. 陈创天,吴柏昌,江爱栋,尤桂铭. 中国科学（B辑 化学 生物学 农学 医学 地学）. 1984(07)
本文编号：3061563
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