基于MIM結構的表面等離子體濾波和傳感特性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、表面等離子體基元(SPPs),亦稱為表面等離子體(SPs),是由于光與金屬表面自由電荷相互作用而產(chǎn)生的一種特殊電磁波。它能夠沿著金屬與介質表面?zhèn)鞑ィ谂c表面垂直方向為倏逝波,電磁場呈現(xiàn)指數(shù)衰減,因此電磁場能量集中在金屬-介質表面。通過構建微納結構,表面等離子體波能夠突破衍射極限,實現(xiàn)在亞波長尺度下對于電磁波的操控,從而SPPs也被認為是實現(xiàn)微納全光通信的重要技術手段。近年來,表面等離子體微納結構的研究越來越受到學術界的關注,其中金屬-

2、介質-金屬(MIM)結構由于能夠通過更緊湊更簡單的微納結構實現(xiàn)不同的功能而受到特別關注。本論文提出了三種基于MIM的表面等離子體微納結構,實現(xiàn)了在亞波長尺度下對于電磁波的操縱,探討了相關結構的微納濾波和微納傳感特性。
  本論文的主要內(nèi)容包括:
  1.提出了一種表面等離子體多重濾波微納結構,通過運用有限時域差分方法研究了其相關傳輸特性,研究結果發(fā)現(xiàn)所設計的結構支持兩種不同的共振模式;通過調(diào)節(jié)相關結構參數(shù)可以實現(xiàn)對于單一共振

3、模式的操縱,或者實現(xiàn)對于所用共振模式的共同調(diào)節(jié)。該結構可以實現(xiàn)多重濾波效果,并且通過進一步添加耦合波導,不同共振波長的電磁波可以沿著相對應的耦合波導傳播,實現(xiàn)多重下載濾波;
  2.設計并且研究了側耦合共振腔結構微納傳感器件,研究發(fā)現(xiàn)在單頻電磁波條件下可以實現(xiàn)微納傳感功能,調(diào)節(jié)相關結構參數(shù)可以實現(xiàn)對于傳感特性的有效調(diào)節(jié),并通過溶液濃度傳感驗證了相關的傳感功能;3.研究了一種側耦合方框結構微納傳感器件,該結構在多頻電磁波條件下可以通

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