基于表面等離子體波的光學(xué)可調(diào)濾波器的研究.pdf

1、本文研究的是基于表面等離子體波的一種新型光學(xué)可調(diào)濾波器，與傳統(tǒng)濾波器相比，它的結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。而且重量輕、低功率、高效率和受溫度影響不大。在可調(diào)濾波器中入射光是白光，它的工作過(guò)程是通過(guò)改變表面等離子體波的耦合距離或者電光材料的介電常數(shù)來(lái)使光學(xué)波長(zhǎng)得到選擇。當(dāng)表面等離子體波在金屬/介質(zhì)/金屬交界面激起時(shí)，通過(guò)表面等離子體波的耦合使特定波長(zhǎng)的光透射出去，透射光是彩色光。表面等離子體可調(diào)濾波技術(shù)能和現(xiàn)有的光學(xué)探測(cè)技術(shù)相結(jié)合，可以發(fā)展成有源光學(xué)濾波

2、器。這會(huì)在高光譜影像、材料和化學(xué)分析，以及視頻監(jiān)控和偵察中得到廣泛的應(yīng)用。
　　本研究首先對(duì)表面等離子體波的色散關(guān)系和相應(yīng)特性做了詳細(xì)的分析。并且討論了利用光激發(fā)表面等離子體波的幾種模式，同時(shí)還對(duì)決定濾波器設(shè)計(jì)尺寸的四個(gè)重要的特征長(zhǎng)度給出了表達(dá)式。其次，介紹了介質(zhì)層為空氣的可調(diào)濾波器，分析了濾波器中棱鏡和金屬材料的選取，然后利用多層膜表面等離子體共振中反射率和透射率的公式，討論了金屬層厚度對(duì)濾波器特性的影響，設(shè)計(jì)出來(lái)的濾波器基本在

3、可見光范圍內(nèi)可以進(jìn)行可調(diào)濾波。為了防止銀膜被氧化，提出了雙層金屬膜結(jié)構(gòu)，分析了它的金屬層厚度和空氣縫隙的變化對(duì)濾波器峰透過(guò)率、帶寬和色純度的影響。還對(duì)介質(zhì)層為空氣的寬譜可調(diào)濾波器進(jìn)行了研究。最后，研究了介質(zhì)層是電光材料的可調(diào)濾波器，建立了反射式和透射式兩種類型的濾波器模型，通過(guò)改變電光材料的介電常數(shù)，計(jì)算模擬了共振波長(zhǎng)、帶寬、共振峰值以及反射光和透射光的顏色的變化，還用TFCalc軟件模擬計(jì)算了電場(chǎng)強(qiáng)度的分布，同時(shí)對(duì)寬譜可調(diào)濾波器電控的