基于纳米单/双缝的多层金属膜的SPPs分束研究

基于纳米单/双缝的多层金属膜的SPPs分束研究

论文摘要

近些年来,表面等离激元因其能够突破光场传播的衍射极限限制,以及具有很强的局域电场增强效应,备受广大科研工作者的重视,在很多交叉领域实现了应用。表面等离激元的激发和传播特性与普通光场有很大区别,传统的方法在控制表面等离激元传播方向方面相当有限。本论文就是根据表面等离激元在低维金属银结构中的传播特性,在银膜上设计了纳米单缝/双缝结构,研究其对传播的表面等离激元的分束性能。首先,本论文基于表面等离激元沿金属界面的传输特性,设计了双层银膜结构的表面等离激元分束器,上层膜具有一条狭缝,通过改变下层膜的位置,实现了表面等离激元在两个膜层间空隙内的分束传播。其次,本论文在双层膜结构的基础上,在下层膜中设计了一个空腔,通过优化空腔结构的参数,实现了高分束比的传输。最后,本论文基于干涉原理,设计了具有双缝的三层银膜结构,通过讨论不同结构参数对表面等离激元传输性能的影响,实现了表面等离激元的分束传播。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 绪论
  •   1.1 引言
  •   1.2 表面等离激元的课题研究背景
  •   1.3 表面等离激元的研究现状
  •     1.3.1 SPPs波导
  •     1.3.2 SPPs耦合器
  •     1.3.3 SPPs新型光源
  •     1.3.4 SPPs表面增强光谱
  •   1.4 本文的研究目的和意义
  •   1.5 本文的研究内容
  • 第2章 表面等离激元基本理论
  •   2.1 表面等离激元简述
  •   2.2 表面等离激元的色散关系
  •   2.3 表面等离激元的激发方式
  •   2.4 金属材料的色散模型
  •   2.5 数值计算方法
  •     2.5.1 时域有限差分法
  •     2.5.2 有限元法
  •   2.6 本章小结
  • 第3章 银单缝结构的SPPs分束器的研究
  •   3.1 银纳米单缝波导分束器
  •     3.1.1 狭缝宽度对场分布的影响
  •     3.1.2 膜A厚度对场分布的影响
  •     3.1.3 膜B长度对场分布的影响
  •     3.1.4 膜B位置对分束效果的影响
  •   3.2 膜B中空对分束效果的影响
  •     3.2.1 空腔高度对SPPs传导性能的影响
  •     3.2.2 空腔长度对SPPs传导性能的影响
  •     3.2.3 膜B位置对分束效果的影响
  •     3.2.4 不同入射波长的SPPs分束效果
  •   3.3 本章小结
  • 第4章 银双缝结构的SPPs分束器的研究
  •   4.1 银纳米双缝波导分束器
  •   4.2 膜C长度对场分布的影响
  •   4.3 膜A厚度对场分布的影响
  •   4.4 双缝间距对场分布的影响
  •   4.5 膜C位置对场分布的影响
  •   4.6 膜A中右侧单缝位置对场分布的影响
  •   4.7 本章小结
  • 结论
  • 参考文献
  • 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 武金伟

    导师: 侯岩雪

    关键词: 表面等离激元,表面等离激元共振,分束器,分束比

    来源: 燕山大学

    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,无线电电子学

    单位: 燕山大学

    分类号: TB383.1;TN252;TN622

    DOI: 10.27440/d.cnki.gysdu.2019.002064

    总页数: 51

    文件大小: 6427K

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