表面等離子體布拉格波導(dǎo)濾波器特性研究.pdf

1、表面等離子體激元是一種在金屬和電介質(zhì)表面激發(fā)的電磁場(chǎng)傳播模式，它的一項(xiàng)重要用途就是能夠?qū)崿F(xiàn)亞波長(zhǎng)尺度對(duì)光的控制。金屬-絕緣體-金屬波導(dǎo)（Metal-Insulator-Metal，MIM）作為表面等離子體波導(dǎo)的重要分支之一，具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，成為了近年來光子器件研究的熱點(diǎn)之一。本文中我們研究了基于MIM波導(dǎo)的布拉格濾波器的傳輸特征，設(shè)計(jì)了一些調(diào)節(jié)透射譜線特征的結(jié)構(gòu)。
　　首先，我們通過時(shí)域有限差分方法討論了在MIM波導(dǎo)內(nèi)傳輸?shù)腡M0

2、模式的電磁場(chǎng)分布特征，通過采用TEM模近似推導(dǎo)出了金屬布拉格波導(dǎo)濾波器的傳輸矩陣方程，同時(shí)使用時(shí)域有限差分方法和傳輸矩陣方法對(duì)這種濾波器的透射率譜線進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算，結(jié)果表明兩種方法計(jì)算的結(jié)果吻合的很好。我們還討論了該濾波器的各結(jié)構(gòu)參數(shù)，研究了其對(duì)透射譜線的影響。
　　進(jìn)一步的我們討論了該種這種金屬波導(dǎo)濾波器的譜帶調(diào)控方法，首先我們研究了禁帶譜高階譜線的調(diào)控，通過采用合適的周期單元長(zhǎng)度配比，我們可以有選擇的使高階譜實(shí)現(xiàn)導(dǎo)帶、禁帶的互

3、換，這為波長(zhǎng)吸收濾波器的設(shè)計(jì)提供了有效的方法。然后我們分別通過改變這種二元金屬波導(dǎo)濾波器結(jié)構(gòu)內(nèi)波導(dǎo)寬度的差異、介質(zhì)夾層的折射率、漸變中心波長(zhǎng)以及合并兩濾波器禁帶，實(shí)現(xiàn)了禁帶譜寬度的增寬。最后在此基礎(chǔ)上，我們?cè)O(shè)計(jì)同時(shí)濾除1310nm和1550nm波長(zhǎng)的金屬波導(dǎo)濾波器，為實(shí)際的應(yīng)用提供借鑒方案。
　　最后，由于這種金屬波導(dǎo)濾波器中旁瓣的存在，我們討論了該結(jié)構(gòu)的高頻和低頻邊帶的切趾方法，提出了兩種不同的切趾結(jié)構(gòu)。并通過數(shù)值模擬方法，對(duì)比