表面等離子體激元的特性及其功能器件的研究.pdf

1、表面等離子體激元是入射電磁波與導(dǎo)體表面自由電子相耦合產(chǎn)生的一種電磁波模式，該模式沿著分界面?zhèn)鞑ィ诖怪庇诮缑娴姆较蛏铣手笖?shù)衰減。表面等離子體激元的提出為突破衍射極限實(shí)現(xiàn)納米量級(jí)光操縱提供了一種新手段。目前越來(lái)越多的研究人員開(kāi)展表面等離子體激元方面的研究，基于表面等離子體激元的相關(guān)器件，如濾波器、M-Z干涉儀、分束器、激光器等相繼被提出。本文設(shè)計(jì)了一種新型混合等離子體波導(dǎo)和基于表面等離子體激元的有源諧振腔，并分析了其相關(guān)性能?，F(xiàn)將本文主要

2、內(nèi)容敘述如下：
　　(1)介紹了表面等離子體激元的研究背景、發(fā)展現(xiàn)狀和特征參數(shù)。
　　(2)介紹了自由電子氣函數(shù)、單界面和多界面系統(tǒng)中的表面等離子體激元以及表面等離子體激元的激發(fā)方式；因?yàn)楸菊撐挠玫降哪M軟件Comsol是基于有限元算法，所以最后簡(jiǎn)要介紹了有限元方法。
　　(3)設(shè)計(jì)了一種新型混合等離子體波導(dǎo)，通過(guò)調(diào)節(jié)波導(dǎo)的各個(gè)參數(shù)來(lái)分析傳輸距離和模場(chǎng)面積的變化，結(jié)果表明，在水平方向和豎直方向均具有強(qiáng)局域性的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)

3、了可達(dá)厘米量級(jí)的超長(zhǎng)距離傳輸。傳輸距離達(dá)到了厘米量級(jí)。
　　(4)設(shè)計(jì)了基于金屬-電介質(zhì)-金屬（Metal-Insulator-Metal，簡(jiǎn)稱MIM）結(jié)構(gòu)的表面等離子體有源諧振腔。首先利用Comsol軟件驗(yàn)證了帶有圓諧振腔的MIM結(jié)構(gòu)的濾波功能。之后基于圓諧振腔的濾波功能設(shè)計(jì)了帶有對(duì)稱圓諧振腔的MIM結(jié)構(gòu)諧振腔。通過(guò)控制圓諧振腔內(nèi)的折射率來(lái)改變共振波長(zhǎng)，模擬發(fā)現(xiàn)隨著折射率的增大，共振波長(zhǎng)將會(huì)出現(xiàn)紅移現(xiàn)象。當(dāng)兩個(gè)圓諧振腔內(nèi)的折射率