基于MIM結(jié)構(gòu)的SPPs波分解復(fù)用器特性研究.pdf

1、表面等離子體激元(SPPs)是存在于金屬結(jié)構(gòu)與電介質(zhì)界面上的一種電磁波。在外界光場和金屬內(nèi)部自由電子的相互作用下，表面等離子體激元(SPPs)的光強度隨著離開界面的距離呈指數(shù)衰減，能量高度集中在金屬表面，這種特性使得SPPs在亞波長金屬微結(jié)構(gòu)中能夠突破傳統(tǒng)光器件的衍射極限進行傳輸?；赟PPs的波導(dǎo)由于其結(jié)構(gòu)緊湊，以及在光傳導(dǎo)和調(diào)制方面的優(yōu)越性使其成為了納米光子學(xué)中一個引人注目的研究方向。一系列表面等離子體波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，例如:金屬條、納米線

2、、V型槽、帶隙結(jié)構(gòu)等已經(jīng)被應(yīng)用于納米光路。其中，金屬-絕緣體-金屬(MIM)結(jié)構(gòu)由于其對光具有較強的束縛作用以及良好的傳播距離成為了最近研究的熱點。多種基于MIM的SPP器件，例如耦合器、分束器、馬赫增德爾干涉儀、Y型波導(dǎo)等近年來都得到廣泛的研究。
　　在本文中主要使用FDTD算法，利用FDTD Solutions(Lumerical)軟件，結(jié)合完全匹配層邊界條件(PML)，對MIM定向耦合波導(dǎo)濾波器、槽型腔濾波器、齒狀濾波器、進

3、行數(shù)值仿真。分析MIM結(jié)構(gòu)濾波的基本原理，并通過槽型腔濾波器與齒狀濾波器了解分離出單峰的透射波的2種思路。分析了下行波導(dǎo)濾波器中各項參數(shù)對透射波中心波長與透射率的影響，利用各參數(shù)對透射波長的影響，對2種基本的基于槽型腔長度與寬度的波分解復(fù)用器進行仿真，并提出一種新型的透射增強型波分解復(fù)用結(jié)構(gòu)，通過在主通道后放置一個下行通道來限制主通道中能量的流失，從而提高透射率，并利用非對稱耦合進一步提高透射率，最高可將透射率提高74％，而且可以通過改