本文主要研究内容
作者宋慈（2019）在《基于石墨烯光学特性和多层膜结构的可调微纳器件研究》一文中研究指出：随着微纳光学器件的广泛应用,例如等离子体波导,光谱学与传感器等,表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)成为了微纳光学领域里一个新的科研热点。同时,新型二维材料石墨烯所激发的石墨烯等离子体(Graphene Surface Plasmon Polaritons,GSPPs)也被研究应用于越来越多的微纳器件。本文基于SPPs和GSPPs的理论,设计并研究了四种可调微纳器件:1、提出了一种由单层石墨烯和硅基光栅组成的等离子体布拉格反射器(PBR),并对它的表现进行数值仿真。通过调节石墨烯的外加的应用偏压来调控其光学电导率,在透射谱中观察到其所激发的共振模式在布拉格反射波长周围形成一个禁带。当在PBR中引入一个微腔结构时,透射谱的禁带中会形成一个缺陷模式。因此,进一步研究了在PBR中引入多个缺陷时的透射谱特征。此外,通过在PBR单元中设计多阶梯结构,有效降低了插入损耗,并且有效抑制了透射谱的涟漪效应。2、提出了一种对波长灵敏的类等离子体诱导透明(PIT)结构器件,该器件由双层石墨烯和金属-介质-金属(MDM)波导结构构成。首先研究了基于单层石墨烯的MDM波导,并利用相位匹配方程解释了透射谱中的反射共振波长。进一步研究了基于双层石墨烯的MDM波导结构,通过调节外加电压以及石墨烯层与金属衬底之间的距离,可以在透射谱中得到类PIT窗口,从而有效实现了灵活的类PIT窗口的开-关-开效应。3、提出了一种基于多层石墨烯和微腔结构的传感器。当由石墨烯层激发的SPPs(GSPPs)模式与由平面波导激发的SPPs(PWG)模式互相耦合时,反射谱中出现尖锐且敏感的法诺峰(Fano)。同时用经典谐振子(CHO)理论解释了Fano共振出现的原因,并研究了不同的结构参数对反射谱的影响。最后将探测材料引入探测层,实现了一个高度灵敏的传感器。此外,考虑到实际实验条件,将材料中引入了插入损耗,并研究了其影响。4、提出了针对不同波长且角度不敏感的MDM结构彩色滤光片。选择特定金属和介质的组合来实现高效的角度不敏感的彩色滤光片,材料的种类和MDM结构的参数对透射效率都有显著影响。希望本学位论文的工作成果能为微纳光学领域的研究和发展提供一些新的见解。
Abstract
sui zhao wei na guang xue qi jian de an fan ying yong ,li ru deng li zi ti bo dao ,guang pu xue yu chuan gan qi deng ,biao mian deng li zi ti ji yuan (Surface Plasmon Polaritons,SPPs)cheng wei le wei na guang xue ling yu li yi ge xin de ke yan re dian 。tong shi ,xin xing er wei cai liao dan mo xi suo ji fa de dan mo xi deng li zi ti (Graphene Surface Plasmon Polaritons,GSPPs)ye bei yan jiu ying yong yu yue lai yue duo de wei na qi jian 。ben wen ji yu SPPshe GSPPsde li lun ,she ji bing yan jiu le si chong ke diao wei na qi jian :1、di chu le yi chong you chan ceng dan mo xi he gui ji guang shan zu cheng de deng li zi ti bu la ge fan she qi (PBR),bing dui ta de biao xian jin hang shu zhi fang zhen 。tong guo diao jie dan mo xi de wai jia de ying yong pian ya lai diao kong ji guang xue dian dao lv ,zai tou she pu zhong guan cha dao ji suo ji fa de gong zhen mo shi zai bu la ge fan she bo chang zhou wei xing cheng yi ge jin dai 。dang zai PBRzhong yin ru yi ge wei qiang jie gou shi ,tou she pu de jin dai zhong hui xing cheng yi ge que xian mo shi 。yin ci ,jin yi bu yan jiu le zai PBRzhong yin ru duo ge que xian shi de tou she pu te zheng 。ci wai ,tong guo zai PBRchan yuan zhong she ji duo jie ti jie gou ,you xiao jiang di le cha ru sun hao ,bing ju you xiao yi zhi le tou she pu de lian yi xiao ying 。2、di chu le yi chong dui bo chang ling min de lei deng li zi ti you dao tou ming (PIT)jie gou qi jian ,gai qi jian you shuang ceng dan mo xi he jin shu -jie zhi -jin shu (MDM)bo dao jie gou gou cheng 。shou xian yan jiu le ji yu chan ceng dan mo xi de MDMbo dao ,bing li yong xiang wei pi pei fang cheng jie shi le tou she pu zhong de fan she gong zhen bo chang 。jin yi bu yan jiu le ji yu shuang ceng dan mo xi de MDMbo dao jie gou ,tong guo diao jie wai jia dian ya yi ji dan mo xi ceng yu jin shu chen de zhi jian de ju li ,ke yi zai tou she pu zhong de dao lei PITchuang kou ,cong er you xiao shi xian le ling huo de lei PITchuang kou de kai -guan -kai xiao ying 。3、di chu le yi chong ji yu duo ceng dan mo xi he wei qiang jie gou de chuan gan qi 。dang you dan mo xi ceng ji fa de SPPs(GSPPs)mo shi yu you ping mian bo dao ji fa de SPPs(PWG)mo shi hu xiang ou ge shi ,fan she pu zhong chu xian jian rui ju min gan de fa nuo feng (Fano)。tong shi yong jing dian xie zhen zi (CHO)li lun jie shi le Fanogong zhen chu xian de yuan yin ,bing yan jiu le bu tong de jie gou can shu dui fan she pu de ying xiang 。zui hou jiang tan ce cai liao yin ru tan ce ceng ,shi xian le yi ge gao du ling min de chuan gan qi 。ci wai ,kao lv dao shi ji shi yan tiao jian ,jiang cai liao zhong yin ru le cha ru sun hao ,bing yan jiu le ji ying xiang 。4、di chu le zhen dui bu tong bo chang ju jiao du bu min gan de MDMjie gou cai se lv guang pian 。shua ze te ding jin shu he jie zhi de zu ge lai shi xian gao xiao de jiao du bu min gan de cai se lv guang pian ,cai liao de chong lei he MDMjie gou de can shu dui tou she xiao lv dou you xian zhe ying xiang 。xi wang ben xue wei lun wen de gong zuo cheng guo neng wei wei na guang xue ling yu de yan jiu he fa zhan di gong yi xie xin de jian jie 。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自江南大学的宋慈，发表于刊物江南大学2019-10-21论文，是一篇关于表面等离子体激元论文,石墨烯等离子体激元论文,微纳光学器件论文,波导论文,江南大学2019-10-21论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自江南大学2019-10-21论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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