研究两种基于MIM型表面等离子体波导分束器传输特性-中专生

论文导读：部分的基于MIM型表面等离子体光波导的1×2型Y形分束器的传输特性,即浅析了其反射率、传输率和能量分束比随几何结构参数的变化联系。数值结果显示,在600nm-1500nm波长范围内,波导宽度对这两种1×2型Y形分束器的传输特性具有较显著的调节作用,两个输出分支的偏移量以及弯曲分叉部分长度对它们的传输特性具有较微弱的调节作用。另
摘要：在这个高速进展的信息时代,信息量呈级数递增,如何以更快的速度处理随之而来的海量信息变得至关重要。但是,由于现有的电子学技术有着着发热不足和R-C延迟现象,导致电子线路中的传输速度难以进一步提升。用光子替代电子,可以有效解决上面陈述的这些不足。然而,光子学技术需要在纳米量级范围内制约光子,而目前的光学回路尺度局限在微米量级。这个不足使纳米光子学面对新的挑战。近年来,一种被称为“表面等离子体”的新发现引起了人们的关注。这种表面等离子体是由光子与金属表面自由电子相互作用而引起的一种电磁方式,其横向尺寸为亚波长量级。由于表面等离子体既克服了电子线路中的发热不足和R-C延迟不足,又克服了光学回路中的衍射极限限制,被喻为迄今为止最有进展潜力的纳米光子学元器件的信息载体。目前,表面等离子体光波导引起了越来越多学者的探讨兴趣,预计其将在光集成,光存储,探测器,调制器和显微术等领域发挥巨大的作用。本论文首先对表面等离子体激元的概念和性质进行了阐述,然后综述了MIM型表面等离子体光波导和基于表面等离子体光波导的分束器的探讨近况,并对时域有限差分策略做了简单介绍。接着,采取二维时域有限差分策略,分别对基于MIM型表面等离子体光波导的1×2型、1×4型Y形分束器的传输特性进行了深入探讨。本论文的主要内容如下：(1)探讨并比较了分别具有正弦形和圆弧形弯曲分叉部分的基于MIM型表面等离子体光波导的1×2型Y形分束器的传输特性,即浅析了其反射率、传输率和能量分束比随几何结构参数的变化联系。数值结果显示,在600nm-1500nm波长范围内,波导宽度对这两种1×2型Y形分束器的传输特性具有较显著的调节作用,两个输出分支的偏移量以及弯曲分叉部分长度对它们的传输特性具有较微弱的调节作用。另外,具有圆弧形弯曲分叉部分的Y形分束器的传输性能比具有正弦形弯曲分叉部分的要好一些。(2)浅析了基于MIM型表面等离子体光波导的1×4型Y形分束器的反射率、传输率以及能量分束比随其几何结构参数的变化联系。数值计算表明,在600nm-1500nm波长范围内,这种1×4型Y形分束器的传输特性受波导宽度的影响较为显著；受第一级和第二级Y形结构输出分支的偏移量的影响较为微弱；受弯曲分叉部分长度以及连接波导长度的影响也较为微弱。本论文的工作将对基于MIM型表面等离子体光波导的1×2型、1×4型Y形分束器的设计、制作和运用提供论述参考。关键词：表面等离子体激元论文MIM型表面等离子体光波导论文时域有限差分策略论文Y形分束器论文
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Contents6-8
中文摘要8-10
ABSTRACT10-12
第一章 引言12-25

1.1 表面等离子体激元12-14

1.2 MIM型表面等离子体光波导14-16

1.3 基于表面等离子体光波导的分束器16-17

1.4 数值模拟策略17-19

1.5 论文的主要内容19-20

参考文献20-25
第二章 基于MIM型表面等离子体光波导的1×2型Y形分束器的传输特性探讨25-35

2.1 结构模型25-26

2.2 计算策略26-27

2.3 方式特性27

2.4 弯曲分叉部分为正弦形时,几何参数的影响27-30

2.4.1 波导宽度W的影响27-28

2.4.2 偏移量S_1和S_2的影响28-29

2.4.3 弯曲分叉部分长度L_1和L_2的影响29

2.4.4 非对称型Y形分束器的传输特性29-30

2.5 弯曲分叉部分为圆弧形时,几何参数的影响30-32

2.5.1 波导宽度W的影响30-31

2.5.2 偏移量S_1和S_2以及弯曲分叉部分长度L_1和L_2的影响31-32

2.5.3 非对称型Y形分束器的传输特性32

2.6 两种Y形分束器的传输特性比较32-33

2.7 本章小结33-34

参考文献34-35
第三章 基于MIM型表面等离子体光波导的1×4型Y形分束器的传输特性探讨35-43

3.1 结构模型35-36

3.2 计算策略36-37

3.3 方式特性37

3.4 相同几何参数条件下,反射率与传输率的联系37-38

3.5 几何参数的影响38-41

3.5.1 波导宽度W的影响38-39

3.5.2 偏移量S_1和S_2的影响39

3.5.3 偏移量S_3和S_4的影响39-40

3.5.4 弯曲分叉部分长度L_1和L_3的影响40

3.5.5 连接波导长度L_2的影响40-41

3.6 本章小结41-42

参考文献42-43
第四章 论文总结与展望43-45
攻读学位期间取得的探讨成果45-46
致谢46-47
个人简况及47-49