一维光栅中的表面声子激元强耦合研究

发布时间：2023-02-05 12:16

　　光-物质强耦合是凝聚态物理学中最迷人的领域之一。强耦合是两个或者两个以上的系统之间发生的相互作用,它不仅仅有未耦合之前系统的本征特征,而且也拥有系统杂化后出现的新的光学特性。发生强耦合的关键条件是耦合强度大于任何单个系统的耗散率。一般来说,Purcell因子越高越容易发生强耦合。由电子集体振荡引起的表面等离激元(SPPs)被限制在金属表面附近,因此具有较小的模式体积和较大的Purcell因子,为强耦合的发生提供了良好的平台。表面声子极化激元(SPh Ps)是极化材料中晶格的集体振荡模式,与SPPs类似,被限制在表面传播,具有较小的模式体积;除此之外,SPh Ps还表现出较低损耗的特性(例如,典型的声子寿命在ps量级上),具有比SPPs模式更高的Q因子。因此,在中红外和太赫兹频率范围内,SPh Ps是实现和研究强耦合物理过程的优秀载体。本文共有五章。在第一章中,介绍了表面声子激元的发展历程、研究现状、光学性质、激发原理及条件,以及强耦合的发生条件及研究现状。第二章,介绍了仿真软件CST,通过有限差分方法研究了Si C基底上的一维Au光栅微纳结构的光谱响应;同时也介绍了实验方法、测试仪器及...

【文章页数】：63 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 表面声子极化激元
        1.1.1 表面声子激元
        1.1.2 表面声子激元发展历程与研究现状
        1.1.3 表面声子激元基本原理及激发条件
    1.2 极性材料
    1.3 强耦合研究
        1.3.1 强耦合的研究背景及意义
        1.3.2 强耦合的特点及发生条件
        1.3.3 强耦合的研究现状及应用
    1.4 本文研究内容
        1.4.1 研究问题的提出
        1.4.2 本论文的研究内容
第2章 研究方案及测试仪器
    2.1 引言
    2.2 时域有限差分法和CST的基本介绍
        2.2.1 时域有限差分法
        2.2.2 CST仿真软件
    2.3 实验制备与表征仪器
        2.3.1 实验制备仪器介绍
        2.3.2 实验表征仪器介绍
    2.4 仿真、实验制备及性能表征结果
        2.4.1 仿真结果
        2.4.2 实验结果
    2.5 本章小结
第3章 基于表面声子激元的强耦合研究
    3.1 引言
    3.2 光学偶极子天线
        3.2.1 偶极天线的研究背景及意义
        3.2.2 偶极天线的基本结构及功能
        3.2.3 偶极天线的研究现状及应用
    3.3 偶极天线与表面声子激元的强耦合特性
        3.3.1 表面声子激元驻波模式基本介绍
        3.3.2 偶极天线-表面声子激元复合体系光谱特性研究
        3.3.3 强耦合体系中实验测试的光谱特性
    3.4 本章小结
第4章 基于一维光栅结构偏振敏感研究
    4.1 引言
    4.2 沟槽波导模式光学特性研究
    4.3 一维光栅表面声子激元模式光学特性研究
    4.4 本章小结
第5章 总结与展望
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
致谢



本文编号：3734952