近些年，隨著納米光子學的興起，光與亞波長器件的相互作用引起了人們極大的研究興趣，產生了許多新穎的光學現(xiàn)象，如超分辨成像，隱身斗篷，負折射率超材料等。目前，光子晶體和表面等離子體被認為是最有可能實現(xiàn)微納光子器件的兩種重要手段。其中表面等離子體的特性可以通過改變亞波長金屬的表面結構調控，其與光的相互作用也會隨之變化。表面等離子體為發(fā)展新型光子器件、寬帶光通訊系統(tǒng)、超靈敏光學傳感器以及微小光子回路等提供了可能。本論文正是在這一背景下，基于亞波長金屬波導，研究了其中的表面等離子體特性并設計了具有各種功能的新型微納光子器件。本論文的研究內容主要包括如下幾個方面：1.利用有限時域差分法，研究了亞波長金屬波導腔耦合系統(tǒng)的濾波特性。在金屬介質金屬波導中引入納米盤型諧振腔，實現(xiàn)了納米濾波器。其濾波特性可通過改變諧振腔的半徑、腔內材料的折射率以及諧振腔與波導之間的耦合距離來調控。基于該濾波器，通過在金屬介質金屬波導中級聯(lián)多個納米盤型諧振腔，同時合理調節(jié)各諧振腔的結構參數(shù)，實現(xiàn)了多通道的可調諧波分解復用器。通過結構的設計和優(yōu)化，提高了波分解復用器各通道的透過率。提出了一種T型波導耦合納米盤型諧振腔的結構，實... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院西安光學精密機械研究所)陜西省

【文章頁數(shù)】：119 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

基于金屬介質金屬波導腔耦合系統(tǒng)的帶通濾波器：(a)結構示意圖；(b)([112])

n，下面我們將分別研究這三個參數(shù)對其濾波特性的影響。圖3.3 (a)納米盤型諧振腔的半徑對透射譜的影響；(b)納米盤型諧振腔的半徑與共振波長的關系。(引自文獻[112])(a) (b)

從圖中還可發(fā)現(xiàn)，當納米盤型諧振腔的半徑增大時，由于諧振腔的損耗增大，對應的峰值透射率會逐漸減小。圖3.4 (a)納米盤型諧振腔內介質材料折射率對透射譜的影響；(b)納米盤型諧振腔內材料折射率與共振波長的關系。(引自文獻[112])如圖3.4(a)所示為當諧振腔內材料折射率變化時對應的透射譜，在計算中諧振腔半徑設置為r=300 nm。由計算結果可以看出，隨著諧振腔內材料折射率的增加，對應的透過峰值也會發(fā)生紅移。并且透過峰值對應的共振波長與折射率呈線性關系，因此可以通過改變諧振腔內材料的折射率來控制該濾波器的共振波長。圖3.5 (a)耦合距離對透射譜的影響；(b)耦合距離與共振波長的關系。(引自文獻[112])(a) (b)(a)(b)

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Metal-dielectric-metal plasmonic waveguide devices for manipulating light at the nanoscale[J]. Georgios Veronis,Sükrü Ekin Kocabas,David A.B.Miller,MarkL.Brongersma,Shanhui Fan.  Chinese Optics Letters. 2009(04)



本文編號：3307495