基于表面等離子體的級聯(lián)腔濾波器特性研究.pdf

1、表面等離子體波作為在金屬和介質(zhì)界面?zhèn)鞑サ馁渴挪?，在垂直于金屬和介質(zhì)的表面上強(qiáng)度隨距離呈指數(shù)衰減，在金屬中的穿透深度僅為幾十納米，因此能量被束縛在金屬和介質(zhì)表面。表面等離子體波能夠突破衍射極限，有利于發(fā)展納米級的光器件。近年來，由于納米制造工藝技術(shù)的發(fā)展，各種納米結(jié)構(gòu)的加工也相對容易，表面等離子體激元在微結(jié)構(gòu)上的特性得以展現(xiàn)，成為學(xué)者們關(guān)注的焦點(diǎn)。由于金屬-介質(zhì)-金屬(MIM)光波導(dǎo)具有良好的局域作用和導(dǎo)向性，成為了研究表面等離子體激元光

2、波導(dǎo)的首選結(jié)構(gòu)。各種基于MIM結(jié)構(gòu)的耦合器、分束器、馬赫曾德爾干涉儀、Y型波導(dǎo)等都得到了廣泛研究。而基于MIM結(jié)構(gòu)的表面等離子體濾波器更是由于結(jié)構(gòu)簡單，功能強(qiáng)大成為研究的熱點(diǎn)。
　　本文使用FDTD方法，對各種經(jīng)典的基于MIM結(jié)構(gòu)的表面等離子體濾波器進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并提出了級聯(lián)槽型腔結(jié)構(gòu)和環(huán)槽級聯(lián)的濾波器結(jié)構(gòu)。級聯(lián)槽型腔濾波器可以有效抑制半高寬(FWHM)，環(huán)槽級聯(lián)的濾波器可以將圓環(huán)中的共振模式分離，分離的單通道仍具有較理想的半高寬

3、。主要研究工作有：
　　1.利用FDTD Solutions(Lumerical)對現(xiàn)有的基于MIM波導(dǎo)的表面等離子體濾波結(jié)構(gòu)(非對稱齒狀、環(huán)形腔、盤形腔、槽型腔)進(jìn)行仿真驗(yàn)證，熟悉各種結(jié)構(gòu)的工作原理及結(jié)構(gòu)中關(guān)鍵參數(shù)對濾波特性的影響。
　　2.提出級聯(lián)槽型腔濾波器結(jié)構(gòu)。級聯(lián)槽型腔濾波器能夠有效地抑制輸出頻譜的半高寬(FWHM)。對級聯(lián)槽型腔結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，如輸出波導(dǎo)位置、槽型腔長度、耦合距離等參數(shù)，研究其對透射頻譜