基于金屬—各向異性介質亞波長結構光子器件的研究.pdf

1、本文首先介紹了SPPs領域國內外研究現(xiàn)狀，分析了表面等離子激元的相關理論，描述了SPPs的色散關系，激發(fā)方式及特征參數(shù)。討論了金屬的Drude模型以及金屬參數(shù)的計算方法。研究了各向異性介質中表面等離子激元的傳播理論。提出了一種金屬、各向異性介質、包覆層、襯底四層介質波導結構模型并研究了表面等離子激元的在其中的傳輸情況，推導出了各層中的場分布情況、色散關系和導波模式的本征方程。
　　利用時域有限差分法模擬仿真了基于MIM型單狹縫波導

2、結構，研究了狹縫內橫向和縱向的光場分布以及狹縫寬度、狹縫內介質、狹縫深度對透射光的影響。研究表明狹縫內光呈駐波分布，狹縫內的光在垂直狹縫方向衰減的很快，當縫寬小于30nm時并不能激發(fā)SPPs，透射光強隨狹縫深度的增大而周期性的衰減，最后得出結論：光通過狹縫，就相當于通過 F-P腔，SPPs主要影響透射光的強度，F(xiàn)-P腔的作用是使透射光呈現(xiàn)周期性的變化。在此基礎上引入各向異性非線性材料，本文重點關注它的非線性效應，提出了一種基于MIM填充

3、各向異性非線性材料狹縫的雙通道切換器，并對此通道切換器進行了理論與仿真的研究。利用非線性材料的光學效應，我們發(fā)現(xiàn)可以通過調節(jié)入射光強來選擇M-NL-M狹縫結構的出射通道，從而對此結構進行調節(jié)與控制。
　　在850nm波段，研究了與各向異性非線性光學材料復合的亞波長金屬結構中，三階非線性光學效應對SPPs所產(chǎn)生的影響，實現(xiàn)了亞波長范圍內光束偏折與聚焦等現(xiàn)象的動態(tài)調控。具體研究了基于M-NL-M三狹縫亞波長金屬結構中的光束偏折現(xiàn)象并分