表面等離子體在金屬納米線光信息傳輸中的應用.pdf

1、中國科學技術大學碩士學位論文表面等離子體在金屬納米線光信息傳輸中的應用姓名：楊銳申請學位級別：碩士專業(yè)：光學指導教師：郭國平;任希鋒20100401A B S T R A C TW i t ht h e i n c r e a s eo fi n f o r m a t i o nc a p a c i t ya n dt h en e e do ff 瓠t e rc o m p u t i n gs P e e d ，p e o p

2、l e c a n n o tb es a t i s f i e db y t h ec u r r e n t e l e c t r i cc o m p u t e r a n d b e g i n t ol o o kf o r t h ep h y s i c a lm e c h a n i s mi n t h en o n —c l a s s i c a l l a w s ．Q u a n t u mc o m

3、p u t e Lan e wc o n c e l o t l n 1 n f o r m a t i o na n d c o m p u t i n gf i e l d s ，m a k e si t s e l ft h ec o m m o ng o a lo f t h ee x p e r t st 0d e v e l o pi t ·A st h ep r i n c i p l e so f q u a

4、n t u mc o m p u t e rc l e a r e r 觚d t h em O d e lb e l n g1 m p r o V e d ，w ea r ee x p l o r i n gt h ei d e a lq u a n t u m d e v i c e si np r a c t i c ea n d h o p e t oc o m p l e t et h ec o n s t r u c t i

5、o n o f q u a n t u m c o m p u t e r ．A l o n gw i t h t h e r a p i d d e v e l o p m e n to fn a n o t e c h n o l o g y , P l a s m o n i c s ．S u r f a c eP l a s m o n —b a s e dO p t i c s ，e x h i b i t si t sg r

6、 e a ta d v a n t a g e si nn a n o ．o p t i c s ．T h e r e f o r e ，i nt h i sp a p e r ，、v ec o n n e c tp l a s m o n i c s a n dn o v e lm e t a l l i cn a n o s t r u c t u r ei nh o p em a tt h i sc o m b i n a t i

7、 o n c o u l dr e v e a l m o r e e x c i t i n g p h e n o m e n aa n dr u l e s ．W e b e l l e v e t h a tp l a s m o n l c s ，w i t h t h e s p e c i a l t y o fn a n o s t r u c t u r e ，w o u l dm a k eb i ga c h i

8、e v e m e n ti no p t i c sa n d g i v ei n s p i r a t i o n f o r t h ed e s i g no f f u t u r eq u a n t u m d e v i c e ．I n t h i s p a p e r ，w ed e m o n s t r a t e t h a t h i g h e r - o r d e r —m o d e l i g

9、 h tC a na l s o e x c i t es u r i b c ep l a s m o n si ns i l v e r n a n o w i r e s ，t h ee x c i t a t i o ne f f i c i e n c yi sc o r r e l a t e dw i t ht h ep o l a r l z a t l o na n d e n e r g yd i s t r i b

10、 u t i o no f t h ei n p u tl i g h t ，a n dt h eO A M o f p h o t o n s a r ec n a n g e di n t h ew h o l ep r o c e s s ，w h i c h i s d i f f e r e n tf r o mt h ee n h a n c e dt r 甜l s m i s s i o np h e n o m e n

11、o nm t h eb u l l ! u e y e s t r u c t u r e ．W ed e v e l o pa no r i g i n a lt e c h n i q u e t o c o u p l e】1 9 h tI n t os l i V e rl l a n o w l r e su s i n g o p t i c a lf i b e r t a p e r , w i t hw h i c h

12、 s u r f a c ep l a s m o n S c a nb ee x c l t e dm a na r b i t r a r yp o s i t i o ni n t h e n a n o w i r ea n d a no p t i c a lf i b e rt a p e rc a nb ea p p l l e dt oc o u p l e l i g h ti n t om a n yn a n o

13、w i r e ss i m u l t a n e o u s l y , w h i c ho p e n sa n o t h e rd o 凹l b ¨h e c o n v e r s i o n f r o m p h o t o n st o s u r f a c ep l a s m o n s ．W ea l s o s t u d v t h ea p p l l c a t l o n s o fm e

14、 t a l l i c n a n o t u b e sa n dn a n o r i n g si np l a s m o n i c s ，i np a n i c u l a rt h em l c r o 。c a v i t y 。l i k em o d e i nt h e c o u p l i n gs y s t e mo f n a n o r i n g a n d o p t i c a lf i b

15、e r t a p e r ．1 h r o u g n t h e s ee x p e r i m e n t s ，w e h a v em o r e u n d e r s t a n d i n g a b o u t t h ef e a t u r e sa n dm e c h a n i s mo fp l a s m o n i c s i n m e t a l l i cn a n o w i r e s ，o

16、 f f e r m o r ep o s s i b i l i t i e s f o r t h ec o n v e r s i o nt h r o u g h c o n n e c t i n g t h et r a d i t i o n a l o p t i c a l d e v i c e sa n d n o v e lm e t a I l i cn a n o s t r u c t u t u r e

17、S ．T h o u g h t h er e s e a r c hh a s y e tt ob et h o r o u g h l y ，t h e s e r e s u l t sg i v eu ss o m er e I e r e n c e1 n p l a s m o n i c sd e v i c e sa n d h i g h l y —i n t e g r a t e dn a n o —p h o t