微納結(jié)構(gòu)光子器件的光學(xué)傳輸特性研究.pdf

1、微納光學(xué)技術(shù)是一門新近發(fā)展起來的技術(shù)，越來越受到世界各國的重視，而伴隨該技術(shù)發(fā)展所產(chǎn)生的納米光子器件更是成為了各國科研人員研究的熱點。為了進一步探索微納光子結(jié)構(gòu)的功能，設(shè)計出性能優(yōu)良的微納光子器件，本文利用時域差分(FDTD)的數(shù)值計算方法，對光在微納光子器件中的傳輸特性，包括聚焦特性，偏振及濾波特性進行了詳細(xì)的研究，并根據(jù)研究結(jié)果提出了兩種新型納米光子器件，即納米微孔光子篩器件和偏振濾波復(fù)合功能器件。
　　 本文詳細(xì)分析了光在

2、經(jīng)過納米微孔光子篩器件傳輸過程中電磁波的各個矢量場強的變化情況，研究了光子篩微孔孔徑，光子篩環(huán)數(shù)，微孔密度調(diào)制函數(shù)以及金屬層厚度等參數(shù)對光經(jīng)過光子篩器件后的聚焦特性影響。理論發(fā)現(xiàn)利用納米微孔光子篩可實現(xiàn)亞波長尺寸的聚焦。這種器件用納米微孔陣列取代了傳統(tǒng)的菲涅爾波帶片，并采用切址函數(shù)對納米孔陣列進行密度調(diào)制，突破了傳統(tǒng)波帶片的結(jié)構(gòu)限制。采用時域差分算法對納米微孔光子篩器件進行模擬后發(fā)現(xiàn)，納米微孔光子篩聚焦平面處焦斑次級大背景強度減小為波帶

3、片聚焦平面處的五分之一，主極大呈現(xiàn)出極好的中心對稱性，次級大也呈現(xiàn)了很好的空間對稱性?？朔藗鹘y(tǒng)菲涅爾波帶片的非對稱聚焦及次極大背景過強的缺點。
　　 本文同時研究了納米結(jié)構(gòu)器件產(chǎn)生偏振和濾波復(fù)合功能的機理。提出了一種新型的兼有偏振和濾波復(fù)合功能特性的亞波長光子器件。利用時域差分(FDTD)的方法分析了納米結(jié)構(gòu)材料性質(zhì)和尺寸，包括基底折射率，電介質(zhì)過渡層折射率，電介質(zhì)過渡層結(jié)構(gòu)(光柵或薄膜)，電介質(zhì)過渡層厚度，金屬光柵層厚度以及