金属包覆微腔的模式特性研究.pdf

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1、研究生毕业论文（申请硕±学位）论文题目：余属包覆微胺的橫式特性研究作者姓名；张皇专业名称：光学工程研巧方向，；微纳光学指导老师：宋跃江副教授二零一五年五月学号；ＭＧｍ５００６论文答辩日期〇ｉＳ：２年月＾日、晰含指导教师：（签字）卒ＴｈｅＭｏｄｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＭｅｔａｌＣｏａｆ：ｅｄＭｉｃｒｏｃａｖｉｔｙＡＤｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎＳｕｂｍｉ行ｅｄ化ＮａｎｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｊｇｙＦｏｒｔｈｅＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅｏｆＭａｓｔｅｒ

2、ｏｆＥｎｉｎｅｅｒｉｎｇｇｇＢｙＺＨＡＮＧＺｈｕｏＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＡ．Ｐｒｏｆ．ＳＯＮＧＹｕｅｉａｎｊｇＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｎａｇｅｍｅｎｔＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＮａｎｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｊｙＭａｙ２０１５南京大学学位论文原创性声明本人郑重声明；所呈交的学位论文是本人在导师指导下独立进行的研究工作所取得的成果。尽我所知，除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，论文中不包含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文

3、中作了明确的说明并表示了谢意。＜研究生签名：；杉｜日期：７々，！：＇６＇Ｉ｜南京大学学位论文使用授权声明本学位论文作者同意学校保留并向国家有关部口或机构送交学位论文的复印件和电子文档，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存论文一。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相致。除在保密，允许论文被查阅和借阅期内的保密论文外，可公布（包括刊登）论文的全部或部分内容。论文的公布（包括刊登）授权南京大学研究生院办理。＇－告－．研究生签名：５导师签名２：曰期：？。（嫁＼修．争索１摘要南京大学研究生毕业论义中文搞

4、要首页用纸毕业论文题目；念属包覆微胳的模式特性研究光学工程专业２０１２级硕女生姓名：蓝皇指导教师（姓名、职称）；宋跃江副教授摘要近年来，表面等离子激元（ＳｕｒｆａｃｅＰｌａｓｍｏｎＰｏｌａｒｉｔｏｎ，简称Ｓ阱）的研究方兴未艾，而基于ＳＰＰ模式的金属包覆谐振腔也正逐渐吸引了研巧者的关注。ＳＰＰ一是－种表面的电磁波，其电磁场局限于电介质金属界面附近，这种约束导致了界面处的电磁场的增强、表面等离子传感和表面増强，从而使其在等离子体波导拉曼散射等领域有着广泛的应用。本文主要研究了基于表面等离子激元模式的金属包覆圆柱谐

5、振腔。首先，介绍了等离子体和表面等离子激元的基本特征，简要说明了表面等离子激元的几种激发方式。其次，在理论上从麦克斯韦方程出发推导了圆柱光波导的波动方程、圆柱谐振腔的场强角向分量及金属包覆圆柱谐振腔的模式本征方程。再次，利用数学软件在数值上求解了模式的谐振波长和模式波矢，继而导出场强分布、有效折射率（）、、品质因数Ｑ值灵敏度及探测极限等衍生参数。最后，详尽分析了金属包覆圆柱谐振腔的模式特征与传感特性，绘制了改变谐振腔结构参数下的色散曲线、场强分布图、Ｑ值、灵敏度及探测极限的关系曲线，并首次发现了金属包覆圆柱谐振腔下ＳＰＰｓ模式与

6、各阶ＴＭ模式依次发生的超模稱合现象，分析出ＳＰＰｓ模式对各阶ＴＭ模式灵敏度至少两个数量级的增强效应，奠定了金属包覆圆柱谐振腔在生化传感应用中的理论基础。关键词：表面等离子激元：金属包覆圆柱谐振腔；超模稱合；模式特征；传感特性Ｉ南京大学硕止学位论文南京大学研究生毕业论文英文摘要首页用纸ＴＨＥＳＩＳ：ＴｈｅＭｏｄｅＣｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆＭｅｔａｌＣｏａｔｅｄＭｉｃｒｏｃａｖｉｔｖＳＰＥＣＩＡＬＩＺＡＴＩＯＮ：ＯｐｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＰＯＳＴＧＲＡＤＵＡＴＥ：ＺＨＡＮＧＺｈｕｏ

7、ＭＥＮＴＯＲ：Ａ．Ｐｒｏｆ．ＳＯＮＧＹｕｅｉｉａｎｇＡｂｓｔｒａｃｔ＾Ｉ打ｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓｔｈｅｉｅｓｅａｒｃｈｏｆｓｕｒｆａｃｅｌａｓｍｏ打ｏｌａｒｉ化ｎＳＰＰｉｓｕｓｔｕｎｆｂＷｉｎ，ｐｐ（）ｊｇ，ａｎｄｔｈｅｍｅｔａｌｃｏａｔｅｄｃａｖｉｔｙｗｈｉｃｈｉｓｂ过ｓｅｄｏｎｔｈｅＳＰＰｍｏｄｅｈａｓｇｒａｄｕａＵｙａｔｔｒａｃ化ｄ也ｅａｔｔｅｎｔｉｏ打ｏｆＫｓｅａｒｃｈｅｒｓ．ＳＰＰｉｓａｋｉｎｄｏｆｓｕｒｆａｃｅｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃｗａｖｅｓ

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