太赫兹表面等离子体激元的单向传播及其应用

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1、分类号：密级：ＵＤＣ：学号：４０５５０３５１３０５４南昌大学硕±研究生学位论文太赫兹表面等寓子体激元的单向传播及其应用Ｏｎｅ－ＰｒｏａａｔｗａｙｉｏｎｏｆＳｕｒｆａｃｅＭａｎｅｔｏｌａｓｍｏｎｓａｔＴｅｒａｈｅｒｔｚｐｇｇｐＦｒｅｕｅｎｃｉｅｓａｎｄＩｔｓＲｅｌａｔｅｄＡｌｉｃａｔｉｏｎｓｑｐｐ尤店培养单位（院、系）：理学院指导教师姓名、职称：沈林放教授申请学位的学科口类：理学学科专业名称：光学论文答辩日期：２０１６年５月２８日＾答辩委员会主席：叫

2、心＾）ｆ评阅人：冰盛２０１６年月日一、学位论文独创性声巧本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ标荘和致谢的地方外，论文中不包含。据我所知其他人己经发表或撰写过的研巧成果，也不包含为获得南昌大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。（学位论文作者签名手写）：签字日期：年ｒ月日二、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文

3、的规定，同意学校有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权北京万方数据股份有限公司和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》和《中国优秀博硕±学位论＂文全文＂数据库》中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务，同意按章程规定享受相关权益。－＞学位论文作者签名（手写）：导师签名（手写）：

4、化签字曰期：年ｊｒ月：？）曰签字曰期：年ｒ月］、曰论文题目木＇棘齋表著義才４激知茲Ｌ要挽１＇挺痛Ｉ－寺勺作戶姓名女辟、学号吟论文级别博±１１硕ｉＫ／院／系／所专业沒言之顿沒灰ＩＩ也秦Ｅ—ｍａｉｌ备注ｙ开’’□保密（向校学位办申请获批准为＂保密，年月后摘要摘要单向电磁边界模式及其相关波导是实现小型化非互易光学功能器件的有效途径。基于表面等离子体激元(SPPs)的单向波导由于其结构简单，能够实现亚波长约束而受到广泛关注。在外磁场的作用下，半导体的介电常数具有张量形式，其在非对角元的不

5、对称性导致了半导体表面支持的磁表面等离子体激元(SMPs)在正向和反向传播的渐进频率发生分离，从而形成了单向传播区域。我们理论分析了磁化半导体-介质界面上SMPs的色散特性，分别模拟了在两种不同的材料覆盖层（金属和光子晶体）下单向SMPs的传输性质，提出了太赫兹频率范围内抗背向散射的单向SMPs波导结构，并设计了基于此单向波导的太赫兹波捕获机制。我们发现，根据外磁场强度的不同，SMPs的色散曲线有三种不同的形式。在金属覆盖层情况下，半导体的禁带范围内会出现一个完全单向传播区域，该区域在适当选择磁场强度时可以使带宽达到最大。我们

6、同时分析了介质层中传播的常规模式以及金属镜面效应对SMPs传播距离的影响。在光子晶体覆盖层情况下也会出现一个完全单向传播区域，而且由于光子晶体的影响，SMPs的色散曲线出现禁带。通过引入超结构材料，我们设计并模拟了两种完全捕获太赫兹SMPs的机制。关键词：磁表面等离子体激元；单向传播；太赫兹辐射IAbstractABSTRACTOne-wayelectromagneticedgemodesandtheirrelatedone-waywaveguidesprovideanovelandeffectivewaytodevelopm

7、iniaturizednonreciprocalopticalcomponents.Suchone-waywaveguidesbasedonsurfacemagnetoplasmons(SMPs)arewidelyconcernedastheyhavesimpleconfigurationandcanrealizesub-wavelengthconfinement.Thepermittivityofthesemiconductorcanbeexpressedasatensorwithitsnon-diagonalelement

8、swithdifferentsigns.ThisasymmetrycausestheasymptoticfrequencyofSMPspropagatingattheinterfacebetweenamagnetizedsemiconductorandadielectricl