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1、基于金属表面等离子体激元的光波导设计25摘要随着现代社会信息化程度的不断提高,对于数据处理的速度也越来越快，因为受到现有电子学基本技术的限制,现代信号处理系统不得不借助于集成光学的手段来应对日益增强的挑战。但因为衍射极限的存在,由传统电介质构成的集成光学元器件在微型化和高密度化方面存在着根本性的困难。近年来,人们发现一种可以突破衍射极限的新思路。即在金属与电介质界面上存在一种电磁模式,其横向尺寸小于波长,可以实现对电磁场亚波长的束缚,所以从根本上突破了衍射极限的限制。这种将光场与金属中的电子祸合起来的电磁模式被称为“表面等离子体”。目前人们己经
2、开始研究如何利用表面等离子体来实现亚波长的光学器件,其中表面等离子体光波导成为了一个研究热点。本论文首先阐述了表面等离子体、表面等离子体激元和表面等离子体光波导的概念,然后是对仿真软件和方法做了简介，仿真设计了金属表面加工有正方形晶格正方形介质孔槽的阵列，通过改变正方形晶格的宽度、深度和介质介电常数ε的分布与波源的宽度来控制光波在该结构表面定向传播。本论文的研究结果是实现全光回路的基础,其设计、制作和应用对于集成光学元器件走向微型化与高密度化具有重要的意义。关键词：等离子体，光波导，槽型结构，MEEP基于金属表面等离子体激元的光波导设计25AB
3、STRACTWiththelevelofinformationinmodernsocietycontinuestoimproveonthespeedofdataprocessingalsorequiresfasterandfaster,duetothelimitationsofexistinge-learningbasictechniquesofmodernsignalprocessingsystemsbymeansofintegratedopticshavethemeanstodealwiththegrowingchallenge.Butbe
4、causeofthepresenceofthediffractionlimit,afundamentaldifficultybyaconventionaldielectricmaterialinintegratedopticalcomponentsexistminiaturizationandhigh-densityareas.Recently,itwasdiscoveredthatanewideacanbreakthediffractionlimit.Thatthereisanelectromagneticpatterninthemetala
5、nddielectricinterface,itslateraldimensionssmallerthanthewavelength,sub-wavelengthelectromagneticfieldcanbeachievedontheshackles,sobreakingthediffractionlimitradically.Thislightfieldandthemetalelectronscursetogetherelectromagneticmodeiscalled"surfaceplasmons".Currentlypeopleh
6、avebeguntostudyhowtoimplementtheuseofsurfaceplasmonsubwavelengthoptics,surfaceplasmonwaveguidewhichhasbecomeahotresearchtopic.Thispaperfirstdescribesthesurfaceplasmon,surfaceplasmonsurfaceplasmonwaveguideelementsandconcepts,andisthemethodofsimulationsoftwareanddoabriefintrod
7、uction,themetalsurfaceprocessingsimulationdesignhasasquarelatticearrayofsquareholesmediaslotbychangingthewidthofasquarelattice,andthedielectricconstantεofthedepthdistributionoflightsourcesisorientedtocontrolthewidthofthespreadofthesurfaceofthestructure.Surfaceplasmonwaveguid
8、eisthebasisofall-opticalcircuits,thedesign,productionandapplicationoftheint
