微納結構光子器件的光學傳輸特性研究.pdf

1、微納光學技術是一門新近發(fā)展起來的技術，越來越受到世界各國的重視，而伴隨該技術發(fā)展所產生的納米光子器件更是成為了各國科研人員研究的熱點。為了進一步探索微納光子結構的功能，設計出性能優(yōu)良的微納光子器件，本文利用時域差分(FDTD)的數值計算方法，對光在微納光子器件中的傳輸特性，包括聚焦特性，偏振及濾波特性進行了詳細的研究，并根據研究結果提出了兩種新型納米光子器件，即納米微孔光子篩器件和偏振濾波復合功能器件。
　　 本文詳細分析了光在

2、經過納米微孔光子篩器件傳輸過程中電磁波的各個矢量場強的變化情況，研究了光子篩微孔孔徑，光子篩環(huán)數，微孔密度調制函數以及金屬層厚度等參數對光經過光子篩器件后的聚焦特性影響。理論發(fā)現利用納米微孔光子篩可實現亞波長尺寸的聚焦。這種器件用納米微孔陣列取代了傳統的菲涅爾波帶片，并采用切址函數對納米孔陣列進行密度調制，突破了傳統波帶片的結構限制。采用時域差分算法對納米微孔光子篩器件進行模擬后發(fā)現，納米微孔光子篩聚焦平面處焦斑次級大背景強度減小為波帶

3、片聚焦平面處的五分之一，主極大呈現出極好的中心對稱性，次級大也呈現了很好的空間對稱性。克服了傳統菲涅爾波帶片的非對稱聚焦及次極大背景過強的缺點。
　　 本文同時研究了納米結構器件產生偏振和濾波復合功能的機理。提出了一種新型的兼有偏振和濾波復合功能特性的亞波長光子器件。利用時域差分(FDTD)的方法分析了納米結構材料性質和尺寸，包括基底折射率，電介質過渡層折射率，電介質過渡層結構(光柵或薄膜)，電介質過渡層厚度，金屬光柵層厚度以及