金属带表面等离子光波导传输特性的分析

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1、金属带表面等离子光波导传输特性的分析摘要自从19世纪麦克斯韦建立了经典电磁场理论之后，电磁技术的应用带来了以电气化、有线和无线通信为标志的技术革新，对人类的科学技术以及生活都产生了深远的影响。表面等离子光波导提供了一种新型的、独特的导波机制，可以在金属表面上以表面等离子极化波的形式引导光。而且这种表面等离子光波导不受衍射极限的限制。在表面等离子光波导中，电场高度集中在金属表面和介质之间的界面上，所以能量的密度极其的强大。而更重要的是，基于非线性表面等离子光学的有源光学器件将会允许用光来控制光，这种特点也为实现全光集成电路提供来理论上的依据和这种思路。本文

2、首先简单的说明了表面等离子极化波的发展历史，激发的方法和它的应用领域。然后对金属带表面等离子光波导的场的分布做全面的分析。关键词表面等离子光波导，金属薄膜，介质，COMSOL17ABSTRACTSincethe19thcenturymaxwellestablishedclassicalelectromagneticfieldtheory,theapplicationofelectromagnetictechnologyafterbringstoelectrification,wiredandwirelesscommunicationasthesymbol

3、ofthetechnicalinnovation,thescienceandtechnologyaswellashumanlifehaveaprofoundinfluence.Thesurfaceplasmaopticalwaveguideprovidesanewanduniqueguidedwavemechanism,canbeinthemetalsurfacetotheformofthesurfaceplasmapolarizationwaveguidelight.Andthesurfaceplasmaopticalwaveguidefromdiff

4、ractionlimitrestrictions.Inthesurfaceplasmaopticalwaveguide,theelectricfieldhighlycentralized,withthemetalsurfaceandmediumbetweeninterface,sotheenergydensityextremelypowerful.Andmoreimportantly,basedonthenonlinearopticalsurfaceplasmonsactiveopticaldevicewillallowlighttocontrolthe

5、light,thischaracteristicalsotorealizeallopticalintegratedcircuitprovidestheoreticalbasisandtothislineofthinking.Thispaperfirstbrieflyexplainthesurfaceplasmapolarizationwavethedevelopmenthistory,themethodsanditinspiredtheapplicationfields.Thenonthemetalsurfaceplasmaopticalwaveguid

6、edistributioncomprehensiveanalysis.KeyWordsThesurfaceplasmaopticalwaveguide、Metalfilm、Medium、COMSOL17目录1绪论11.1研究背景11.2小结12关于表面等离子波22.1表面等离子体22.1.1表面等离子体的提出22.1.2表面等离子极化波的基本原理22.1.3金属膜的选择32.1.4表面等离子光波导32.1.5研究表面等离子光波导的方法42.2表面等离子波的应用42.3小结53金属带表面等离子光波导中的传输特性的分析63.1金属中的波动方程以及其介电常数6

7、3.2传输特性的概述103.3金属带表面等离子波的传输特性103.4小结134总结144.1论文研究成果144.2展望14参考文献16致谢17171绪论1.1研究背景毋庸置疑的是，光电子器件和光电子器件的集成化在21世纪已经进入了各大领域。成为使人类社会进入信息化时代的先进技术。自从1969年首次提出了集成光学的概念之后，集成光学不断的发展、完善，至今，集成光学无论是在应用还是理论方面都得到了巨大的发展进步。现在，它已经不再是将几个或者是几十个、几百个光学元器件集成在一起的简单的概念了，而是一个集中了光电子学、通信等技术为一体的全新的交叉性的学科了。21

8、世纪，在信息系统中信息的采集、处理、存取以及应用都在努力的向着高速化、大容量化和