表面等離子體混合波導(dǎo)及超透鏡仿真研究.pdf

1、表面等離子體諧振是電磁波在介質(zhì)和金屬表面相互作用的結(jié)果，并且可以形成一種金屬表面波，稱為surface plasmon polaritons(SPPs)，在橫向上可以傳播幾微米，在縱向上呈指數(shù)衰減。SPPs的特性使得近年來人們對(duì)納米激光器、納光子電路、超透鏡的研究興趣逐漸增加，并有許多相關(guān)的研究成果發(fā)表。
　　 本文工作是利用SPPs的特性，將其應(yīng)用在納米激光器和超透鏡等方向中，并對(duì)其進(jìn)行仿真研究。對(duì)等離子體混合波導(dǎo)結(jié)構(gòu)和等離子

2、體透鏡結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模仿真，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析和討論。
　　 本文首先對(duì)表面等離子體的產(chǎn)生及超透鏡的原理做了簡(jiǎn)要的介紹。簡(jiǎn)要介紹了FDTD算法和仿真軟件。
　　 等離子體混合波導(dǎo)結(jié)構(gòu)特性仿真及探討。仿真了光束在納金屬介質(zhì)混合波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中的傳輸特性。分別研究了波長(zhǎng)范圍從450nm到800nm的光束在CdS-MgF2-Si、CdS-MgF2-Au、CdS-Si及CdS-Au等不同材料構(gòu)成的納米波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中傳輸特性。對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了分

3、析比較，可以看出在這種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中表面等離子體對(duì)于波長(zhǎng)為650m的光在傳輸過程中有明顯的限制(confinement)效應(yīng)，它的作用類似于Fabry-Perot諧振腔，可用于實(shí)現(xiàn)超密度的納米尺度的激光器。
　　 最后我們分析基于橢圓孔結(jié)構(gòu)的等離子體透鏡模型。研究了不同極化狀態(tài)的光源對(duì)該透鏡聚焦效果的調(diào)制作用。該透鏡是由納米尺度的橢圓孔以可變的周期分布在透鏡的徑向上。我們用時(shí)域有限差分法分別計(jì)算和分析了極化狀態(tài)為線性極化、橢圓極化、