近年來(lái),光通信領(lǐng)域的發(fā)展導(dǎo)致了對(duì)各類光電濾波器件的需求不斷高漲,引發(fā)了對(duì)更加小型化、集成化的光學(xué)濾波器的需要。表面等離激元是一種特殊的電磁波,可在金屬與介質(zhì)表面?zhèn)鞑?利用其高度局域性的特點(diǎn),能夠突破衍射極限,構(gòu)建遠(yuǎn)小于工作頻段波長(zhǎng)尺寸的濾波器件。在過(guò)去的數(shù)十年對(duì)金屬表面等離激元器件的研究遇到了工作頻段受限、制備成型之后難以調(diào)節(jié)的難題。石墨烯的發(fā)現(xiàn)為表面等離激元的應(yīng)用帶來(lái)了新的可能,其支持太赫茲到中紅外頻率范圍表面等離子體共振,擁有遠(yuǎn)大于金屬的等離激元工作頻段。此外,石墨烯的自由載流子濃度可以由化學(xué)摻雜,門電路等方法來(lái)控制,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)器件特性的實(shí)時(shí)調(diào)控。基于表面等離激元效應(yīng)的石墨烯濾波器正日益成為光電子器件的研究熱點(diǎn)。本論文著力于基于石墨烯納米帶的表面等離激元濾波器設(shè)計(jì)。首先研究石墨烯納米帶中SPP的物理參數(shù)建模、色散特性、模式分布規(guī)律、調(diào)控方法等,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)濾波器結(jié)構(gòu),并利用相關(guān)數(shù)值計(jì)算算法對(duì)所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真計(jì)算與分析驗(yàn)證,探索了部分結(jié)構(gòu)的物理機(jī)制,深入討論了各參數(shù)對(duì)濾波器傳輸效率的影響。本論文的工作為制造基于石墨烯納米帶的超微型表面等離激元濾波器提供了理論依據(jù),對(duì)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模集成...

【文章頁(yè)數(shù)】：84 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1Wood在實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到的異常光現(xiàn)象，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)光柵后p偏振光的衍射圖像

21.2表面等離激元簡(jiǎn)介1.2.1表面等離激元的發(fā)現(xiàn)科學(xué)探索進(jìn)入20世紀(jì)之后，隨著設(shè)備制造與觀測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，一些使用經(jīng)典理論難以解釋的現(xiàn)象在微納尺度被觀測(cè)出來(lái)。1902年天文學(xué)家Wood使用白熾燈連續(xù)照射一周期性光柵時(shí)發(fā)現(xiàn)在特定情況下，衍射圖樣會(huì)出現(xiàn)明暗條紋的現(xiàn)象如圖1.1所示，....

圖1.2Wood異常實(shí)驗(yàn)與散射效率理論對(duì)比，(a)銀光柵s偏振(b)p偏振散射圖

第一章緒論4了傳統(tǒng)光學(xué)中的衍射極限，為表面等離激元的應(yīng)用開辟了廣闊新前景。圖1.2Wood異常實(shí)驗(yàn)與散射效率理論對(duì)比，(a)銀光柵s偏振(b)p偏振散射圖。實(shí)線為實(shí)驗(yàn)結(jié)果，虛線代表理論計(jì)算結(jié)果，點(diǎn)虛線表示理論計(jì)算在完全散射條件下的結(jié)果，點(diǎn)線表示理論在完美導(dǎo)體模型假設(shè)下的計(jì)算值[6....

圖1.3SPP模式共振展示圖

合肥工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文5有場(chǎng)分布、色散關(guān)系、傳播距離等。圖1.3SPP模式共振展示圖。圖中為(a)波導(dǎo)型與(b)局域性SPP共振示意圖，藍(lán)色/紅色的深淺程度代表電子/空穴的稠密程度，實(shí)線代表電場(chǎng)線[12]Fig1.3SPPmoderesonancemap(a)waveguide....

圖1.4通過(guò)機(jī)械剝離制備的石墨烯及石墨烯的能帶示意圖(a)(b)電學(xué)調(diào)控石墨烯摻雜濃度的實(shí)驗(yàn)結(jié)構(gòu)電鏡圖(c)石墨烯第一布里淵區(qū)能帶結(jié)構(gòu)示意圖(d)石墨烯封閉型能帶結(jié)構(gòu)狄拉克點(diǎn)示意圖[17,18]

第一章緒論6衰減。由此可以定義電場(chǎng)衰減至最大值的1/e時(shí)在介質(zhì)中的穿透距離為趨膚深度[11]：^1zizk=(7)1.3石墨烯簡(jiǎn)介及石墨烯表面等離激元1.3.1石墨烯的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)隨著對(duì)表面等離激元研究的逐漸推進(jìn)，21世紀(jì)之后在對(duì)表面等離激元的研究中，傳統(tǒng)金屬材料逐漸顯露出一些局限性....

本文編號(hào)：4028801