基于金属纳米结构的光传输特性及其应用研究.pdf

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3、基于金属纳义结构的光传输特性及其应用研究学号：２０１２０１０３１０姓名：伍铁生专业；由子科学与巧乂导师：刘玉敏学院；信息光子学与光通信研巧院２０１５年４月２５日独创性（或创新性）声明本人声明所呈交的论文是本人在导师指导下进斤的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢中所罗列的内容Ｗ外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得北京邮电大学或其他教育机构的学位或证书而使用妊的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说

4、明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处一，本人承担切相关责任。少木考本人签名：争３日期：关于论文使用授权的说明学位论文作者完全了解北京邮电大学有关保留和使用学位论文的规定，目Ｐ；研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属北京邮电大学。学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许学位论文被查阅和借阅；学校可＾公布学位论文的全部或部分内容，可１＾］１允许采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后遵守此规定）保密论文注释；本学位论文属于保密在＿年解密后适用本授权书。非保

5、密论文注释：本学位论文不属于保密范围，适用本授权书。ｒ、本人签名．Ｗ：＾《日期ｗ导师签名？；日期．巧手够：６文２＾北京邮电大学博止学位论文基于金属纳米结构的光传输特性及貨应用研究摘要表面等离子体激元（ＳｕｒｆａｃｅＰｌａｓｍｏｎＰｏｌａｒｉｔｏｎｓ，ＳＰＰｓ）是在金属表面自由振动的电子与光子相互作用产生的沿着金属表面传播的电子疏密波。由于表面等离子体激元能克服光的衍射极限，因此利用表面等离子体激元能够实现光学信号在纳米尺度的传输、处理及相关应用。开展对表面等离子体激元的物理机制＾＾１及特性的研究，将在理

6、论上加深人们对光与金属纳米结构相互作用规律的认识；此外，对基于表面等离子体激元的纳米光电子器件的研巧，将促进集成光路、光波导、生物光子学等的研究进展。针对金属纳米结构的光传输特性、调控手段及传感应－用等问题，本论文主要采用电磁波流行的仿真方法（巧ｅＥｅｍｅｎｔ有限元方法ＷｔｌＭｅ也ｏｄ，ＦＥＭ）和时域有限差分方法（ＦｉｎｉｔｅＤｉｆｆｅｒｅｎｃｅＴｉｍｅＤｏｍａｉｎ，ＦＤＴＤ）进斤了较为系统的研究。本论文的主要研究内容和成果如下：一－（１）对混合等离子体波导的研究，本文提出并研巧了种介质微环金属薄膜－介质微环结构混合等离子

7、体波导。我们利用有限元方法计算并分析了微环与金属薄膜间ＳＰＰｓ模式分布、模式面积、长程传输、ＳＰＰｓ模式与圆柱形介质波导模么间的稱合强度等。研究结果表明该结构能显著増强稱合效应，该结构的ＳＰＰｓ模和介质波导模在大的狭缝宽度（４００ｎｍ）也能够实现较强稱合，而传统的结构要实现强稱合时，研究，狭缝宽度需要保持在几十个纳米范围内。更为重要的是表明介质微环与金属薄膜距离Ａ和微环直径公的变化对模式稱合影响很小，这对抑制结构缺陷带来的不利影响是非常有利的。该研究显示了该混合等离子体波一导的优越性，这对设计高效等离子体微纳激光器提供了条途径。

8、２一（）通过有限元仿真软件ＣＯＭＳ