表面等离子波导端耦合腔系统中散射特性的研究

发布时间：2021-12-29 17:46

　　表面等离子激元是量子信息处理的理想载体,具有克服衍射极限、纳米尺度操纵光、易集成等优点,为实现光子器件的集成化和小型化提供了可能。本文使用量子和经典两种方法研究表面等离子波导端耦合腔系统中的散射特性。基于表面等离子波导端耦合腔构成的非厄米量子系统研究了表面等离子激元的散射特性。通过求解系统的本征值方程得到表面等离子激元的透射振幅和反射振幅。对于相同频率腔与表面等离子波导耦合的系统,在波长1513 nm和1589 nm处出现两个明显的反射（透射）峰。研究发现:反射（透射）峰随波导-腔间耦合强度的增加逐渐变宽,而共振峰值大小不变;随着腔损耗的增大,反射峰值减小,透射峰值增加,而峰值位置不变;随着腔间耦合强度的增加,反射（透射）峰间距变宽,而带宽和峰值大小无明显变化。对于不同频率腔与表面等离子波导端耦合的系统,在异常点（波长1446 nm和1556 nm）处出现双带单向无反射。该结构在较宽波导-腔比值范围、较宽腔间耦合强度范围和较大腔损耗条件下实现双带单向无反射。基于金属-电介质-金属波导端耦合纳米共振器构成的经典系统研究了双带单向无反射现象。使用耦合模方程验证模拟结果的可行性,数值模拟和分... 

【文章来源】：延边大学吉林省 211工程院校

【文章页数】：52 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图１．３：边耦合（ａ）和直接耦合（ｂ）情况下单光子传输路径．??

图１．５：无源硅波导结构示意图．??和多频带单向无反射现象

－９?－８?－７?－６?－５?－４?－３?－２?－１?０?１?２３４５６７８９??ｚ（ｊｉｍ）??图１．６：单向无反射模拟电场分布图．??Ｍｅｔａｌ?Ｍｅｔａｌ?州??ｆ?＊?Ｉ?Ｌｏｓｓ?／？２??▼??ｊ；?ｗ?：?：?（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ??ｗ?Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ?卜—￣＾??＇ｔ??（ａ）?Ｍｅｔａｌ?（ｂ）??图１．７：两个共振器耦合表面等离子波导结构图．??反向入射时几乎没有被反射，反射率接近于？０。进－步在实验上侧得了不同方??向的反射光谱，证明两个方向反射的不对称性。２０１５年，Ｈｕａｕｇ等人Ｍ提出－？种??非ＰＴ对称等离子波导系统，由金属－电介质－金属波导耦合两个桩型共振器组成，??如图１．７（ａ）所示，基于此系统他们得到了通信波长范围内一侧反射接近于零而另一??侧反射不为零的现象，发现金属材料的损失对于实现单向无反射是至关重要的。??为了增加不同方向入射时反射率的差值，他们Ｍ构建了一个非平衡增益损失表面??等离子波导结构，如图１．７（ｂ）所示，基于此结构利用掺杂增益损失材料实现了异常??点处对比率接近于１的单向无反射现象。??２０１７年


本文编号：3556587