光學(xué)暗態(tài)及其對(duì)亞波長(zhǎng)波導(dǎo)傳輸特性的調(diào)制.pdf

1、金屬—介質(zhì)—金屬（Metal-Dielectric-Metal，MDM）表面等離激元（Surface Plasmon Polaritons，SPPs）波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中光的傳播及耦合特性已經(jīng)得到了廣泛研究，因其能夠有效突破光學(xué)衍射極限的束縛，能將光場(chǎng)束縛在納米尺度并進(jìn)行靈活可控地傳輸調(diào)控，因而廣泛應(yīng)用于微鈉光學(xué)領(lǐng)域。正因?yàn)楸砻娴入x激元對(duì)光在納米尺度或深亞波長(zhǎng)尺度上的束縛和操控能力，我們可以利用基于SPP的等離子波導(dǎo)系統(tǒng)中模擬實(shí)現(xiàn)很多原子系統(tǒng)中的

2、特殊光調(diào)控效應(yīng)，比較重要的是電磁誘導(dǎo)透明（Electromagnetically Induced Transparency，EIT）和Fano共振等。本文針對(duì)以上特點(diǎn)，結(jié)合理論分析及數(shù)值電磁仿真，從光學(xué)明態(tài)和暗態(tài)及其相互作用的角度研究光在表面等離子波導(dǎo)系統(tǒng)中的傳輸特性及其調(diào)控機(jī)理和手段。
　　首先，針對(duì)MDM波導(dǎo)中傳輸SPP波的相關(guān)特點(diǎn)以及諧振腔模式耦合特性，系統(tǒng)地分析了光學(xué)明態(tài)，尤其是光學(xué)暗態(tài)以及它們之間的相互作用在MDM波導(dǎo)系

3、統(tǒng)中對(duì)透射譜的調(diào)控。結(jié)果表明光學(xué)暗態(tài)在不同作用方式下能夠顯著地調(diào)節(jié)透射譜線形，形成類似于EIT的等離子誘導(dǎo)透明（Plasmon Induced Transparency，PIT）現(xiàn)象。
　　針對(duì)多模耦合共振系統(tǒng)，我們使用時(shí)域耦合模理論(Temporal Coupled Mode Theory，TCMT)分析了正交和非正交模式對(duì)MDM波導(dǎo)透射譜的調(diào)制情況。理論和數(shù)值結(jié)果表明存在正交模式的共振系統(tǒng)的透射譜迥異于非正交模式的情形。當(dāng)兩個(gè)

4、正交模式的頻率差減小到特定閾值以下，就會(huì)形成全透特性，因此可以說(shuō)這兩個(gè)模式對(duì)于波導(dǎo)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)都是不可見的?；谟邢拊椒ǖ娜〝?shù)值模擬結(jié)果能夠有效地與理論分析吻合。
　　此外，針對(duì)多模（多腔）耦合共振系統(tǒng)的周期性MDM波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，提出結(jié)合時(shí)域耦合模理論和傳輸矩陣方法，研究了由多重Bragg反射引起的Bragg帶隙和局域共振態(tài)形成的“極化子”（Polariton）帶隙，以及兩者相互作用對(duì)波導(dǎo)透射譜的調(diào)制特性。結(jié)果表明不同的周期長(zhǎng)度引起的