基于MIM結(jié)構(gòu)的SPPs波分解復(fù)用器特性研究.pdf

1、表面等離子體激元(SPPs)是存在于金屬結(jié)構(gòu)與電介質(zhì)界面上的一種電磁波。在外界光場(chǎng)和金屬內(nèi)部自由電子的相互作用下，表面等離子體激元(SPPs)的光強(qiáng)度隨著離開(kāi)界面的距離呈指數(shù)衰減，能量高度集中在金屬表面，這種特性使得SPPs在亞波長(zhǎng)金屬微結(jié)構(gòu)中能夠突破傳統(tǒng)光器件的衍射極限進(jìn)行傳輸。基于SPPs的波導(dǎo)由于其結(jié)構(gòu)緊湊，以及在光傳導(dǎo)和調(diào)制方面的優(yōu)越性使其成為了納米光子學(xué)中一個(gè)引人注目的研究方向。一系列表面等離子體波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，例如:金屬條、納米線

2、、V型槽、帶隙結(jié)構(gòu)等已經(jīng)被應(yīng)用于納米光路。其中，金屬-絕緣體-金屬(MIM)結(jié)構(gòu)由于其對(duì)光具有較強(qiáng)的束縛作用以及良好的傳播距離成為了最近研究的熱點(diǎn)。多種基于MIM的SPP器件，例如耦合器、分束器、馬赫增德?tīng)柛缮鎯x、Y型波導(dǎo)等近年來(lái)都得到廣泛的研究。
　　在本文中主要使用FDTD算法，利用FDTD Solutions(Lumerical)軟件，結(jié)合完全匹配層邊界條件(PML)，對(duì)MIM定向耦合波導(dǎo)濾波器、槽型腔濾波器、齒狀濾波器、進(jìn)

3、行數(shù)值仿真。分析MIM結(jié)構(gòu)濾波的基本原理，并通過(guò)槽型腔濾波器與齒狀濾波器了解分離出單峰的透射波的2種思路。分析了下行波導(dǎo)濾波器中各項(xiàng)參數(shù)對(duì)透射波中心波長(zhǎng)與透射率的影響，利用各參數(shù)對(duì)透射波長(zhǎng)的影響，對(duì)2種基本的基于槽型腔長(zhǎng)度與寬度的波分解復(fù)用器進(jìn)行仿真，并提出一種新型的透射增強(qiáng)型波分解復(fù)用結(jié)構(gòu)，通過(guò)在主通道后放置一個(gè)下行通道來(lái)限制主通道中能量的流失，從而提高透射率，并利用非對(duì)稱耦合進(jìn)一步提高透射率，最高可將透射率提高74％，而且可以通過(guò)改