基于磁光材料的太赫兹功能器件研究

基于磁光材料的太赫兹功能器件研究

论文摘要

本文提出了一种在太赫兹波段的金属-电介质-半导体-电介质-金属的新型波导结构(MDSDM结构),系统地研究了其等效结构(MDSM结构)的色散特性,并对其进行了理论分析与数值模拟。最后我们设计了一种由锥形波导-均匀波导-锥形波导组合成的一种MDSDM对称波导实现了电磁波的双向捕获(双向彩虹捕获),还通过增强外磁场达到将之前捕获的电磁波“释放”的功能,实现了电磁波的存储与释放的双向过程。这对光通信、光捕获、光信号处理和增强非线性光学上具有十分重要意义。经过分析研究,在我们这种MDSDM波导中,当半导体厚度比较小且继续减小时,SMPs色散曲线的截止频率会随之升高,因此波导中的SMPs的色散特性可以通过调节半导体厚度来改变。同时根据外磁场强度的不同,SMPs的色散曲线有着显著的变化。在这种MDSDM对称波导结构中,沿着电磁波传播方向SMPs的群速度会逐渐减小,出现慢波效应,甚至会减小到零,使得不同频率的电磁波可以“捕获”在不同的地方,即可以实现“trapped rainbow”。最后通过增强外磁场,当外磁场大于一定值的时候,在波导中被捕获的电磁波会沿着波导方向继续传播,实现了电磁波的释放过程,这些均在理论和仿真上得到了证明。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 引言
  •   1.2 研究背景
  •     1.2.1 表面等离激元概述
  •     1.2.2 单向电磁模式
  •     1.2.3 太赫兹概述
  •   1.3 本文创新点及组织架构
  • 第2章 表面等离激元与磁表面等离子体
  •   2.1 引言
  •   2.2 金属的光学特性
  •   2.3 表面等离激元
  •     2.3.1 SPPs物理模型及色散关系
  •     2.3.2 SPPs的激发方式
  •   2.4 磁表面等离子体
  •   2.5 本章小结
  • 第3章 太赫兹波段的能量存储与释放
  •   3.1 引言
  •   3.2 双向彩虹捕获
  •     3.2.1 物理模型
  •     3.2.2 数值模拟与结果分析
  •   3.3 释放捕获的电磁波
  •   3.4 本章小结
  • 第4章 总结与展望
  •   4.1 总结
  •   4.2 展望
  • 致谢
  • 参考文献
  • 攻读学位期间研究成果
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 张淑萍

    导师: 沈林放

    关键词: 磁表面等离子体,磁光材料,太赫兹

    来源: 南昌大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,信息科技

    专业: 物理学,材料科学,无线电电子学

    单位: 南昌大学

    分类号: O441.4;TB34

    DOI: 10.27232/d.cnki.gnchu.2019.000793

    总页数: 46

    文件大小: 2338K

    下载量: 44

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