表面等離子體激元(surface plasmon polaritons,SPPs)是一種被束縛在金屬表面?zhèn)鞑サ碾娮邮杳懿�。由于可以突破傳統(tǒng)的衍射極限,表面等離子體激元已經(jīng)吸引了人們的廣泛關(guān)注,基于表面等離子體激元光子器件的設(shè)計(jì)及應(yīng)用已成為當(dāng)前國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)之一。本文采用了有限元方法,提出了幾種基于等離子體誘導(dǎo)透明及吸收效應(yīng)的亞波長(zhǎng)波導(dǎo)微納結(jié)構(gòu),主要研究工作如下:首先,研究了矩形諧振腔金屬-介質(zhì)-金屬結(jié)構(gòu)在可見(jiàn)光及通信波段的傳輸特性,發(fā)現(xiàn)了透射谷位置隨腔幾何參數(shù)變化移動(dòng)的規(guī)律。分析了雙矩形側(cè)耦合腔結(jié)構(gòu)等離子體誘導(dǎo)透明效應(yīng)(plasmon-induced transparency,PIT)形成和演化機(jī)理:一種是由兩個(gè)失諧共振態(tài)間建立的相耦合來(lái)實(shí)現(xiàn),另一種是由與主波導(dǎo)直接耦合的明模式和與主波導(dǎo)間接耦合的暗模式之間的相消干涉來(lái)實(shí)現(xiàn)。進(jìn)一步提出了三矩形腔結(jié)構(gòu)和四矩形腔結(jié)構(gòu),研究了二種結(jié)構(gòu)在可見(jiàn)光及通信波段的多波長(zhǎng)可調(diào)PIT現(xiàn)象。結(jié)果表明,對(duì)于三矩形腔系統(tǒng),僅調(diào)節(jié)頂端腔與系統(tǒng)橫向或縱向距離,可同時(shí)控制PIT雙重峰;對(duì)于四矩形腔系統(tǒng),同步調(diào)節(jié)三個(gè)腔的長(zhǎng)度、高度和有效折射率,能夠控制PIT三重峰。其次...

【文章頁(yè)數(shù)】：109 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１掃描電子顯微鏡下Ｖ形天線陣列超表面圖像（引自文獻(xiàn)［３２］）??３??

之間耦合形成的共振提供。２０１１年哈佛大學(xué)Ｃａｐａｓｓｏ教授課題組首次提出了超袞面概??念，他們利用Ｖ形天線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相位控制，從而實(shí)現(xiàn)反常電磁波透射和反射的超表面??設(shè)計(jì)，如圖１．１所示，此工作立刻引起了科學(xué)界的廣泛關(guān)注Ｍ。??圖１．１掃描電子顯微鏡下Ｖ形天線陣列超表面圖像（引自....

圖１．２金屬開(kāi)口環(huán)與金屬線構(gòu)成的超材料（引自文獻(xiàn)［５３］）??

光學(xué)原件的熱情，結(jié)果人們很快成功制造出了在太赫茲波段以及近紅外波段產(chǎn)生負(fù)折??射率的微米量級(jí)結(jié)構(gòu)。２００１年，加州大學(xué)Ｓｍｉｔｈ課題組將開(kāi)口金屬環(huán)與金屬細(xì)線結(jié)合??構(gòu)成超材料，如圖１．２所示，實(shí)現(xiàn)了吉赫茲波段的負(fù)折射率２００４年，加州大學(xué)伯??克利分校張翔課題組將開(kāi)口環(huán)縮小至微米....

圖1.4(a)負(fù)折射率超透鏡結(jié)構(gòu)圖:(b)超透鏡成像與傳?

圖１．３?（ａ）從空氣到銀納米線超材料負(fù)折射示意圖；（ｂ）金屬銀注入氧化鋁超材料圖，銀納米線直??徑６０ｎｍ，線線距ｌｌＯｎｍ（引自文獻(xiàn)［５５］）??３、超分辨率成像??自光的衍射定律被發(fā)現(xiàn)以來(lái)，如何突破光的衍射極限一直是人們的研究目標(biāo)。所??謂衍射極限就是當(dāng)成像系統(tǒng)對(duì)一個(gè)物體進(jìn)....

圖１．６?ＭＩＭ波導(dǎo)結(jié)構(gòu)示意圖??隨著科技的發(fā)展，人們對(duì)于表面等離子體激元的研究越來(lái)越廣泛而且越來(lái)越深??

Ｗａｎｇ等人設(shè)計(jì)了一種由ＭＩＭ波導(dǎo)和圓環(huán)形諧振腔構(gòu)成的二維微納結(jié)構(gòu)，研究了其透??射特性，發(fā)現(xiàn)入射光在５００ｎｍ－２０００ｎｍ范圍內(nèi)該結(jié)構(gòu)有兩個(gè)透射峰，通過(guò)改變環(huán)的半??徑可以調(diào)節(jié)透射峰的位置Ｉ１—；?Ｗｕ等人在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了一種傳感器，如圖１．７所示，??通過(guò)在波導(dǎo)及環(huán)腔中加入....

本文編號(hào)：4004167