导读:本文包含了等离子波导论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:表面等离子激元,传输特性,波导
等离子波导论文文献综述
赵菲,张英俏[1]（2019）在《表面等离子波导端耦合腔系统中表面等离子激元传输性质的研究》一文中研究指出用表面等离子波导端耦合两个表面等离子腔组成非厄米量子系统,研究该系统中表面等离子激元的传输性质,并通过求解系统的本征值方程得到表面等离子激元的透射和反射振幅.通过分析表面等离子波导系统的反射率和透射率随参量变化的关系图表明:随着表面等离子激元波导与腔耦合强度的增加,反射峰和透射峰逐渐变宽;随着腔损耗的增大,反射峰的峰值明显减小,而透射峰的峰值明显增加;随着腔间耦合系数g的增加,两个反射峰/透射峰之间的距离变宽.(本文来源于《延边大学学报(自然科学版)》期刊2019年02期）
徐俊林[2]（2019）在《金属—介质—金属等离子体波导法布里—珀罗腔波分复用器研究》一文中研究指出表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)金属/介质/金属(MIM)波导结构具有高强度的能量局域特性和传导特性,因此该结构已经成为微纳米波导光学中的研究热点。法布里-珀罗腔(Fabry-Perot cavity)是通过双隔离层中的能量反射实现对入射光共振加强的结构。因此,将MIM波导和法布里-珀罗腔结合起来能对传输能量产生一系列特殊效果。另外,复用(multiplexing)技术是通过将信号进行分载传输处理并最终实现汇合传输的技术。本文集成MIM波导结构、法布里-珀罗腔和复用技术于一体,旨在解决当前波导复用结构中的能量传输损耗问题。主要研究工作如下:1、提出了一种内嵌金属块纳米圆盘结构,该结构具有高性能带通滤波特性,其通频的中心波长和品质因子可由内嵌金属块的参数进行调整。从SPPs的激发耦合理论分析了其中形成的法布里-珀罗腔对表面等离子激元的影响,并从这种现象出发,详细讨论了该结构产生品质因子增加、半波宽降低等现象的原因。2、根据上述提出的波导耦合圆盘谐振腔结构,提出一种高性能多通道波分复用器。通过调整谐振腔个数可动态调整波分复用分频数,可实现双通道及双通道波分复用效果。各信道对应的输出波长可通过谐振腔内嵌金属块的参数动态调整。该结构在性能上有较高的传输效率,较小的插入损耗,且没有相邻信道串扰,具有较好的解复用分频特性。该研究结果为将来设计光学等离子体波分复用器提供了设计思路。3、提出了一种基于锯齿共振腔耦合金属波导结构的多通道逻辑门信号源。该结构由多个相互垂直的矩形波导和锯齿共振腔构成,利用锯齿共振腔的等离子体局域特性和谐振腔耦合特性实现多端口滤波,并通过多路复用实现多通道逻辑门信号输出,最终构造多通道等离子体逻辑门输出光源。理论上研究了MIM金属波导中SPPs传输特性,从金属波导中的微腔共振耦合现象出发,理论上探讨了在金属波导中的共振腔能对SPPs产生实际传输影响的原因。该研究为将来设计全光逻辑输出信号源提供思路。4、初步提出利用电子束刻蚀、纳米压印、旋涂等工艺制备等离子体波导的方案,为将来的实验验证提供指导方案。(本文来源于《桂林电子科技大学》期刊2019-05-30）
代天一[3]（2019）在《表面等离子波导系统中太赫兹频段单向无反射性质的研究》一文中研究指出异常点是系统参数空间中两个或多个本征值和对应的本征矢量合并和简并的点,在这一点处会产生许多奇特的现象,例如,相干完美吸收,非互易光传输和单向无反射。单向无反射在军事隐形、二极管和滤波器中具有潜在的应用价值,因而获得了广泛关注和大量研究。由于在微纳尺寸器件中的单向无反射受到衍射极限的极大制约,表面等离子激元具有突破亚波长限制和衍射极限的优势,可用来实现光学器件的微型化和高度集成化。本文利用表面等离子波导系统,通过使用数值模拟和解析计算方法实现了异常点处太赫兹频段单向无反射。主要研究内容为:(1)设计了由两个桩状共振器边耦合到金属-绝缘体-金属表面等离子波导组成的系统。基于本征等离子共振,在太赫兹频段实现了双带单向无反射。利用数值模拟,并用耦合模方程进行理论验证,发现两种方法所获得的反射光谱具有较好的一致性。在两个共振频率处,向前方向的磁场干涉相消进而导致近零反射,而向后方向的磁场干涉相长,导致高反射。此外,通过求解系统的散射矩阵的本征值进一步证明了异常点处的双带单向无反射现象。(2)设计了多个桩状共振器与表面等离子波导边耦合结构,提出实现太赫兹频段多带单向无反射的方案。利用CST软件仿真模拟多个共振器耦合波导的结构,发现得到的单向无反射带数与共振器数量相关。(3)在上述本征模式单向无反射的基础上研究了高阶双带单向无反射。利用叁个桩状共振器边耦合到表面等离子波导系统,基于高阶等离子共振在两个异常点处实现了太赫兹频段双带单向无反射。相比较于本征模式,高阶模式的单向无反射带宽更窄,具有品质因子更高的特点。总之,我们设计了一个由桩状共振器边耦合金属-绝缘体-金属表面等离子波导结构,基于本征等离子共振和高阶等离子共振实现了太赫兹频段单向无反射现象。通过选取不同的结构参数,分别得到本征双带、本征多带及高阶双带单向无反射。我们的研究在滤波器、传感器、类二极管等器件中有重要的应用价值。(本文来源于《延边大学》期刊2019-05-28）
赵菲[4]（2019）在《表面等离子波导端耦合腔系统中散射特性的研究》一文中研究指出表面等离子激元是量子信息处理的理想载体,具有克服衍射极限、纳米尺度操纵光、易集成等优点,为实现光子器件的集成化和小型化提供了可能。本文使用量子和经典两种方法研究表面等离子波导端耦合腔系统中的散射特性。基于表面等离子波导端耦合腔构成的非厄米量子系统研究了表面等离子激元的散射特性。通过求解系统的本征值方程得到表面等离子激元的透射振幅和反射振幅。对于相同频率腔与表面等离子波导耦合的系统,在波长1513 nm和1589 nm处出现两个明显的反射(透射)峰。研究发现:反射(透射)峰随波导-腔间耦合强度的增加逐渐变宽,而共振峰值大小不变;随着腔损耗的增大,反射峰值减小,透射峰值增加,而峰值位置不变;随着腔间耦合强度的增加,反射(透射)峰间距变宽,而带宽和峰值大小无明显变化。对于不同频率腔与表面等离子波导端耦合的系统,在异常点(波长1446 nm和1556 nm)处出现双带单向无反射。该结构在较宽波导-腔比值范围、较宽腔间耦合强度范围和较大腔损耗条件下实现双带单向无反射。基于金属-电介质-金属波导端耦合纳米共振器构成的经典系统研究了双带单向无反射现象。使用耦合模方程验证模拟结果的可行性,数值模拟和分解析计算结果保持很好的一致性。结果表明:双带单向无反射现象出现在异常点(频率205.20 THz和194.56 THz)处,而且双带单向无反射在反对称模式(对称模式)下对共振器间距s(半径r)变化不敏感,在对称模式(反对称模式)下随间距s(半径r)的增加发生蓝移(红移)。我们设计的表面等离子波导端耦合腔的非厄米系统只需要两个腔就能实现双带单向无反射现象,且具有较高的品质因子,在量子信息处理与设计表面等离子器件方面具有潜在的应用价值。(本文来源于《延边大学》期刊2019-05-28）
邱德秀[5]（2019）在《表面等离子腔—波导系统中单向无反射和量子纠缠的研究》一文中研究指出随着信息科技的飞速发展,人们对微型化和高度集成化器件的要求越来越高,在纳米尺寸的层面上实现光信息传输与处理成为科学研究的一个重要课题。表面等离激元的问世为研究者们敞开了一扇全新的大门。作为量子信息的理想新载体,表面等离激元不仅能够突破衍射极限而且还具有很强的局域场,为探索波导与各种共振器之间的强相互作用铺平了道路,同时其在高灵敏生物检测、传感和新型光源等领域也获得了广泛的应用。本文主要开展如下研究工作:1、构建由表面等离子损耗腔-波导组成的非厄米量子系统研究单带单向无反射和非互易量子纠缠。研究表明:当两个表面等离子腔之间的相移(?)=0.9301π时,在频率1.937 × 102THz处向前和向后方向的反射达到～0.9和～0;当相移(?)=1.0699π时,在频率1.921 × 102 THz处向前和向后方向的反射达到～0和～0.9。通过适当地调节两个表面等离子腔之间的相移能够在异常点处获得单向无反射,且在较宽的衰减率范围内实现可控双向的单向无反射传播。此外,在适当的相移和衰减率范围内获得了两个腔之间的高度非互易纠缠态,且最大纠缠值可达～1。2、构建由表面等离子增益和损耗腔-波导组成的非厄米量子系统研究双带单向无反射和非互易量子纠缠。研究表明:当两个表面等离子腔之间的相移θ=0.97π时,在波长653.8 nm和655.6 nm处向前(向后)方向的反射率分别为～0(～1.5)和～4.5(～0);当相移0=1.1π时,在波长664.4nm和666.2 nm处向前(向后)方向的反射率分别为～4.5(～0)和～0(～1.5)。通过调节两个表面等离子腔之间的相移可在不同波长条件下实现单向无反射传播,且在较宽的相移和衰减率范围内实现可控单向无反射。此外,在较宽的衰减率范围内实现了高非互易纠缠,且高度纠缠值出现在单向无反射的峰值位置。(本文来源于《延边大学》期刊2019-05-28）
刘燕[6]（2019）在《基于表面等离子体激元的新型波导及器件研究》一文中研究指出表面等离子体激元(SPP)能够突破衍射极限,实现对电磁波在亚波长尺度内的局域特性,将光子器件的尺寸压缩到纳米量级。混合等离子体波导可以看作是介质光纤波导和SPP波导的结合,这种波导结构具有很强的模式局域能力和较低的传输损耗。混合等离子体波导为发展太赫兹到中红外波段的高性能、高集成度的SPP波导提供了新思路。电磁超材料是一种由亚波长单元结构构成的新型人工电磁材料,它具有自然材料所不具备的超常电磁特性。将局域表面等离子体激元与新型人工电磁超材料结构相结合的电磁器件应用涉及到光学天线、滤波器、探测器、调制器、光学透镜、热成像、太阳能电池、吸波材料、隐身斗篷等多个重要研究领域。传统基于金属SPP的波导器件利用结构变化的方法来调节波导的传输特性,不利于灵活实时调控。为了解决这一问题,人们将可以实现动态控制的一些材料,如液晶、液态金属、半导体等加入到SPP波导器件中,然而这些材料构成的可调谐器件通常不易于集成。近年来,石墨烯因其独特的电化学性质如高电子迁移率、灵活可调谐性、低损耗特性和强局域性等,成为各国科研工作人员关注的焦点。石墨烯表面等离子体激元工作在太赫兹和到中红外频段时,具有非常强的模式约束能力和较小的损耗,能够把工作在几十微米波长的波导器件缩小到半个微米尺度,通过调节外加电压或者化学掺杂,可以实现波导器件的电调谐,对太赫兹和红外波段可调谐型波导器件的小型化集成具有重要意义。正是基于以上考虑,本文通过将半导体、石墨烯、新型人工电磁超材料与表面等离子体激元相结合,取得了以下研究结果。1.本文提出了一种基于“不平坦”半导体基底的、具有高度模式局域性的混合等离子体波导,该波导可以看做是介质光纤波导和等离子体波导的结合。在太赫兹和中红外等低频段,光滑金属表面对SPP的局域性很弱,使得这种结构不适合在应用系统中紧凑的集成。为了解决这一问题,本文采用等离子体频率在太赫兹波段的半导体材料InSb代替传统贵金属,通过分析和尝试多种混合SPP波导的传输特性如等效模场面积、传播长度、品质因数、能量分布情况等,最终提出一种基于“不平坦”基底的混合SPP波导,实现了工作在1THz的具有低损耗、高局域性的混合等离子体波导,最小等效模式面积可达衍射极限模式面积的1/2000。此外还探索了利用增益材料实现无损传输的可行性条件。2.本文提出了一种低串扰传输的可调型双介质脊加载石墨烯混合等离子体波导。由Kubo公式出发,详细分析了石墨烯工作于3THz到300THz时表现出的不同材料特性。将石墨烯材料引入到介质波导结构中代替传统的贵金属材料构成混合等离子体波导,石墨烯SPP相比于SPP在贵金属表面的传输具有更好的模式约束性。通过对多种不同结构的石墨烯加载混合SPP波导传输特性的对比研究,最终提出了一种对称双介质脊加载石墨烯混合SPP波导结构,该波导工作于中红外波段,表现出良好的模式约束性,两相邻波导实现低串扰传输的最小距离为120nm,可以满足元器件高度密集的集成电路的需求。另外,研究了波导结构加工可能出现的形变如双脊不对称、长方形脊形变为梯形、长方形脊的尖角变圆角等情况,结果显示该波导具有较高的加工误差容限。通过改变石墨烯的外加电压或者化学掺杂,可以实现对波导传输模式特性的灵活调节。3.针对目前超材料滤波器存在的调制深度不够,结构复杂不易于灵活设计,不能实时调谐等问题,充分利用局域型SPP特性,提出了一种工作于中红外波段的、基于金属-石墨烯超材料结构的可调谐型双阻带滤波器。基于“明模”和“明模”之间的耦合作用,通过简单增减周期单元中刻蚀金属臂数量即可以调整带阻滤波器阻带个数,双阻带滤波器的调制深度可达-23.26dB。通过调整臂长和石墨烯层外加电压,可以改变结构的谐振频率,从而调节滤波器的工作频带。进一步优化石墨烯的载流子浓度,可获得一个非常深的调制深度。该金属-石墨烯周期性结构对周围环境介电常数变化的灵敏度高达2393nm/RIU,可用折射率传感器,最后,提出了发展多阻带滤波器等多频谱器件的思路。4.设计了一种基于多层金属-石墨烯超材料的动态独立可调型吸波器,实现了吸波器在中红外波段的多频带独立调谐和超宽带的吸收特性。通过对多层金属-石墨烯超材结构的层数、单元结构个数的调整,可以实现多频、宽频吸波器的任意定制。调整每层金属-石墨烯超材料中石墨烯所加载的门电压,可以实现对多个吸收频带的动态独立调谐。研究发现,该结构非常适合制作实现超宽带吸波器。通过迭加双层并联排列的金属-石墨烯超材料结构,可获得一个吸收率超过80%的7.5THz的宽带吸收,在该吸收宽带范围内的平均吸收峰值为88.5%。进一步堆迭超材料层数为叁层超材料时,在27.5THz到38.4THz频带范围内,吸收峰最小值为60%,平均峰值吸收率为84.7%。对于获得结构简单、设计灵活、易于集成的微结构器件提供了新思路。(本文来源于《电子科技大学》期刊2019-04-07）
吴根柱,汪成程,张峰[7]（2019）在《共面蝴蝶结混合表面等离子体波导模式特征研究》一文中研究指出基于传统纵向蝴蝶结混合表面等离子体波导(BTHPW),提出一种共水平面BTHPW集成光波导结构,是由半导体硅肋和金属Ag肋两种波导对放在一个SiO_2基底面上构成,采用有限元法对其混合模式特征进行数值模拟,分析该波导传播长度、归一化有效模场面积和品质因子等特性随波导几何尺寸的变化规律。结果表明,该波导模式具有传播损耗较小同时又较强光限制能力的特点,最长传播距离可达108μm,最小有效模面积可达λ~2/3000左右。该波导结构制作工艺简单,并可应用于高灵敏度折射率传感器和微纳米光子集成器件等领域。(本文来源于《光学技术》期刊2019年02期）
岳文成,姚培军,陶润夏,陈小林,明海[8]（2019）在《具有可控模式特性的类楔形表面等离子体波导》一文中研究指出表面等离子体波导能够突破光的衍射极限,提供亚波长的模式局域性。由于其独特的性质,表面等离子体波导引起了广泛的关注。但是,之前报道的各种表面等离子体波导基本没有涉及到波导结构的可调谐性.这里,我们提出了一种类楔形表面等离子体波导,用有限元方法(FEM)研究了该表面等离子体波导的模式特性。该类楔形表面等离子体波导可以实现超深的亚波长的模式局域性,通过改变波导的结构参数,我们可以对波导的模式局域性和传输损耗进行调控。(本文来源于《量子电子学报》期刊2019年02期）
肖功利,徐俊林,杨宏艳,韦清臣,窦婉滢[9]（2019）在《基于锯齿共振腔耦合金属波导结构的多通道等离子体逻辑门输出光源》一文中研究指出提出了一种基于锯齿共振腔耦合金属波导结构。研究发现,该波导结构在加入锯齿共振腔后有更好的信号输出频率,可通过调整锯齿共振腔长度和宽度实现对逻辑门光源输出信号频率的控制;并通过增加结构中输出波导数量来增加逻辑信号的输出端口,可实现双通道及叁通道逻辑信号的输出功能。该锯齿共振腔耦合金属波导结构构建的逻辑门输出光源具有较好的传输效率和较宽的工作带宽,通过调整锯齿共振腔的长宽参数,传输效率可达60%,平均工作范围为1000nm。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年12期）
岳文成,姚培军,陈小林,陶润夏[10]（2018）在《具有长程传播和亚波长模式局域性的混合双楔形等离子体波导（英文）》一文中研究指出提出一个混合双楔形等离子体波导,该波导由两个楔形介质波导和一个菱形金属线组成.电介质楔形波导模式和长程表面等离子体模式的耦合使得该波导可以获得低损耗的传播和超深的亚波长的模式局域性.混合双楔形等离子体波导在得到一个532μm的传播长度的同时可以得到一个2. 9×10~(-3)的超小的归一化模式面积或者在得到一个6. 2×10~(-3)的归一化模式面积的同时可以得到一个3 028μm的超长的传播距离.此外,还研究了制作过程中可能存在的误差对该波导模式性质的影响.计算结果表明,该混合双楔形等离子体波导具有一定的制作容差性.(本文来源于《红外与毫米波学报》期刊2018年06期）
等离子波导论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)金属/介质/金属(MIM)波导结构具有高强度的能量局域特性和传导特性,因此该结构已经成为微纳米波导光学中的研究热点。法布里-珀罗腔(Fabry-Perot cavity)是通过双隔离层中的能量反射实现对入射光共振加强的结构。因此,将MIM波导和法布里-珀罗腔结合起来能对传输能量产生一系列特殊效果。另外,复用(multiplexing)技术是通过将信号进行分载传输处理并最终实现汇合传输的技术。本文集成MIM波导结构、法布里-珀罗腔和复用技术于一体,旨在解决当前波导复用结构中的能量传输损耗问题。主要研究工作如下:1、提出了一种内嵌金属块纳米圆盘结构,该结构具有高性能带通滤波特性,其通频的中心波长和品质因子可由内嵌金属块的参数进行调整。从SPPs的激发耦合理论分析了其中形成的法布里-珀罗腔对表面等离子激元的影响,并从这种现象出发,详细讨论了该结构产生品质因子增加、半波宽降低等现象的原因。2、根据上述提出的波导耦合圆盘谐振腔结构,提出一种高性能多通道波分复用器。通过调整谐振腔个数可动态调整波分复用分频数,可实现双通道及双通道波分复用效果。各信道对应的输出波长可通过谐振腔内嵌金属块的参数动态调整。该结构在性能上有较高的传输效率,较小的插入损耗,且没有相邻信道串扰,具有较好的解复用分频特性。该研究结果为将来设计光学等离子体波分复用器提供了设计思路。3、提出了一种基于锯齿共振腔耦合金属波导结构的多通道逻辑门信号源。该结构由多个相互垂直的矩形波导和锯齿共振腔构成,利用锯齿共振腔的等离子体局域特性和谐振腔耦合特性实现多端口滤波,并通过多路复用实现多通道逻辑门信号输出,最终构造多通道等离子体逻辑门输出光源。理论上研究了MIM金属波导中SPPs传输特性,从金属波导中的微腔共振耦合现象出发,理论上探讨了在金属波导中的共振腔能对SPPs产生实际传输影响的原因。该研究为将来设计全光逻辑输出信号源提供思路。4、初步提出利用电子束刻蚀、纳米压印、旋涂等工艺制备等离子体波导的方案,为将来的实验验证提供指导方案。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
等离子波导论文参考文献
[1].赵菲,张英俏.表面等离子波导端耦合腔系统中表面等离子激元传输性质的研究[J].延边大学学报(自然科学版).2019
[2].徐俊林.金属—介质—金属等离子体波导法布里—珀罗腔波分复用器研究[D].桂林电子科技大学.2019
[3].代天一.表面等离子波导系统中太赫兹频段单向无反射性质的研究[D].延边大学.2019
[4].赵菲.表面等离子波导端耦合腔系统中散射特性的研究[D].延边大学.2019
[5].邱德秀.表面等离子腔—波导系统中单向无反射和量子纠缠的研究[D].延边大学.2019
[6].刘燕.基于表面等离子体激元的新型波导及器件研究[D].电子科技大学.2019
[7].吴根柱,汪成程,张峰.共面蝴蝶结混合表面等离子体波导模式特征研究[J].光学技术.2019
[8].岳文成,姚培军,陶润夏,陈小林,明海.具有可控模式特性的类楔形表面等离子体波导[J].量子电子学报.2019
[9].肖功利,徐俊林,杨宏艳,韦清臣,窦婉滢.基于锯齿共振腔耦合金属波导结构的多通道等离子体逻辑门输出光源[J].激光与光电子学进展.2019
[10].岳文成,姚培军,陈小林,陶润夏.具有长程传播和亚波长模式局域性的混合双楔形等离子体波导（英文）[J].红外与毫米波学报.2018