基于COMSOL的多縫-凹槽結(jié)構(gòu)光二極管研究.pdf

1、光二極管是集成光子回路上最基本的光子器件。因此若是能開發(fā)出一種可調(diào)制的光二極管，則必然對(duì)未來制備復(fù)雜的光子回路具有重大意義。本文主要是利用仿真軟件COMSOL Multiphysics調(diào)制亞波長金屬銀結(jié)構(gòu)來動(dòng)態(tài)調(diào)制表面等離子激元，從而能增強(qiáng)或者抑制光的透射特性，進(jìn)而能得到單向透射性最好的結(jié)構(gòu)。
　　表面等離子激元是一種沿著金屬表面?zhèn)鞑サ碾姶挪?。在微納數(shù)量級(jí)的條件下，SPPs表現(xiàn)出許多獨(dú)特的光學(xué)性質(zhì)。利用SPPs這些性質(zhì)，在微納光學(xué)

2、領(lǐng)域具有很高的研究和應(yīng)用價(jià)值，其中受到較多關(guān)注的光異常透射增強(qiáng)（EOT）現(xiàn)象，突破了傳統(tǒng)光學(xué)所無法突破的衍射極限。本文是對(duì)EOT現(xiàn)象進(jìn)行深入分析探討，在分析EOT現(xiàn)象的基礎(chǔ)上通過對(duì)結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)的調(diào)節(jié)來調(diào)制SPPs，實(shí)現(xiàn)在盡量寬的波長范圍內(nèi)的最大消光比，也就是單向透射性最好的結(jié)構(gòu)。本文主要工作如下：
　?。?）利用基于有限元算法的數(shù)值模擬軟件COMSOL Multiphysics，對(duì)單狹縫結(jié)構(gòu)這一最簡單的亞波長結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，得出了對(duì)

3、單縫結(jié)構(gòu)的優(yōu)化模型。
　?。?）在單縫結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在模型上加入凹槽結(jié)構(gòu)，使模型結(jié)構(gòu)非對(duì)稱，從而實(shí)現(xiàn)單向透射性。對(duì)單縫和單槽的距離調(diào)整優(yōu)化，得到了簡單的優(yōu)化模型。
　?。?）研究了周期性狹縫加凹槽亞波長結(jié)構(gòu)對(duì)異常透射的影響機(jī)制，發(fā)現(xiàn)若是改變凹槽形狀對(duì)消光比的峰值并沒有顯著的影響。但是得到最大消光比的波長值發(fā)生變化，這對(duì)未來把結(jié)構(gòu)應(yīng)用到微波波段具有參考價(jià)值。
　　（4）研究了多縫-多槽結(jié)構(gòu)的消光比，在本文所得到的結(jié)構(gòu)中，