表面等离激元及介质腔性质研究

发布时间：2022-12-11 01:33

　　近年来,对微纳米光子学的研究逐渐成为光学乃至整个物理学研究领域的一个热点。微纳米光学结构可以用来集成化地调节光子的状态,在通信和计算领域都具有极其重要的应用。因此研究微纳米光子学对实现光子在经典和量子领域的应用具有极其重要的意义。作为微纳米光学中具有各自优异特性的光学共振结构,介质光学腔和表面等离激元已逐渐成为微纳米光学领域最有影响力的两个研究方向。围绕这两种结构,研究者们广泛探讨其在量子光学和经典光学中的应用,涉及到各种基础物理的验证问题也如火如荼地展开。这两种结构中,表面等离激元是位于金属介质表面的等电子密度波,其本质上反映的是金属表面处的电磁场激发情况。由于它的场分布极大地受到了金属表面性质的限制,因此通常可以通过定制金属结构的形状来定制其场的性质。同时,表面等离激元的激发具有亚波长的特性,这使得表面等离激元成为光学器件集成化的一个优质平台。介质腔是以光学介质为基质的光学腔,它的回音壁模式给我们提供了 一个极其优异的光子局域化的方法,而强局域化的光子可以十分高效地与其它介质相互作用,这在极大程度上改善了光子难以与其它系统产生相互作用的劣势。然而无论是表面等离子体结构还是介质腔结构... 

【文章页数】：110 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 回音壁模式的介质微腔简介
        1.2.1 回音壁模式的研究历史
        1.2.2 回音壁模式腔传感
    1.3 表面等离激元简介
        1.3.1 表面等离激元研究意义
        1.3.2 量子化表面等离激元的基本研究历史
        1.3.3 表面等离激元的主要应用
第二章 介质微腔与表面等离子体腔基础与数值方法
    2.1 回音壁模式微腔基础
    2.2 表面等离激元基本原理
        2.2.1 表面等离激元的性质与分类
    2.3 电磁场研究中的数值方法
        2.3.1 有限元理论基础
        2.3.2 有限元建模与网格划分
第三章 表面等离激元与介质腔传感
    3.1 基于微腔频谱变化的传感
    3.2 基于模式谱宽变化的腔传感
    3.3 基于系统反常点的传感方案
    3.4 基于相对谱强度的传感现象
第四章 增益与耗散对于腔性质的影响
    4.1 基于增益耗散结构的时间空间反演对称的基础理论
    4.2 回音壁腔中的时间-宇称对称行为
    4.3 时间-宇称对称与反常点传感
    4.4 时间-宇称对称与信号的方向性传输
第五章 介质腔与回音壁腔的调控
    5.1 回音壁的表面等离激元的模式频率与强度调控
    5.2 介质光机械中的相互作用调制
    5.3 介质腔中光子调控声子磁子相互作用
    5.4 电磁耦合的双机械振子之间的驱动传导
总结与展望
参考文献
致谢
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本文编号：3717892