基于金屬—各向異性介質(zhì)亞波長結(jié)構(gòu)光子器件的研究.pdf

1、本文首先介紹了SPPs領(lǐng)域國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，分析了表面等離子激元的相關(guān)理論，描述了SPPs的色散關(guān)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(jì)算方法。研究了各向異性介質(zhì)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(zhì)、包覆層、襯底四層介質(zhì)波導(dǎo)結(jié)構(gòu)模型并研究了表面等離子激元的在其中的傳輸情況，推導(dǎo)出了各層中的場(chǎng)分布情況、色散關(guān)系和導(dǎo)波模式的本征方程。
　　利用時(shí)域有限差分法模擬仿真了基于MIM型單狹縫波導(dǎo)

2、結(jié)構(gòu)，研究了狹縫內(nèi)橫向和縱向的光場(chǎng)分布以及狹縫寬度、狹縫內(nèi)介質(zhì)、狹縫深度對(duì)透射光的影響。研究表明狹縫內(nèi)光呈駐波分布，狹縫內(nèi)的光在垂直狹縫方向衰減的很快，當(dāng)縫寬小于30nm時(shí)并不能激發(fā)SPPs，透射光強(qiáng)隨狹縫深度的增大而周期性的衰減，最后得出結(jié)論：光通過狹縫，就相當(dāng)于通過 F-P腔，SPPs主要影響透射光的強(qiáng)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(chǔ)上引入各向異性非線性材料，本文重點(diǎn)關(guān)注它的非線性效應(yīng)，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(duì)此通道切換器進(jìn)行了理論與仿真的研究。利用非線性材料的光學(xué)效應(yīng)，我們發(fā)現(xiàn)可以通過調(diào)節(jié)入射光強(qiáng)來選擇M-NL-M狹縫結(jié)構(gòu)的出射通道，從而對(duì)此結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)節(jié)與控制。
　　在850nm波段，研究了與各向異性非線性光學(xué)材料復(fù)合的亞波長金屬結(jié)構(gòu)中，三階非線性光學(xué)效應(yīng)對(duì)SPPs所產(chǎn)生的影響，實(shí)現(xiàn)了亞波長范圍內(nèi)光束偏折與聚焦等現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)調(diào)控。具體研究了基于M-NL-M三狹縫亞波長金屬結(jié)構(gòu)中的光束偏折現(xiàn)象并分