等離子體mim波導的傳輸特性的研究.doc
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等離子體mim波導的傳輸特性的研究,等離子體mim波導的傳輸特性的研究15800字34頁摘要表面等離體子激元（spp），由于它具有低維度、高強度與亞波長三大特性，很多理論研究與實際應用正在展開，形成所謂的“等離子學”（plasmonics）。本論文就是對基于金屬-介質-金屬的等離體子波導進行研究。具體研究內容如下：第一章概述了等離子體物理學的發(fā)展背景，并...
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等離子體MIM波導的傳輸特性的研究
15800字 34頁
摘要表面等離體子激元（SPP），由于它具有低維度、高強度與亞波長三大特性，很多理論研究與實際應用正在展開，形成所謂的“等離子學”（plasmonics）。本論文就是對基于金屬-介質-金屬的等離體子波導進行研究。
具體研究內容如下：
第一章概述了等離子體物理學的發(fā)展背景，并簡單的介紹了等離子體波導及其發(fā)展現狀，闡述了本文的研究方法以及研究目的。
第二章概述了表面等離子體激元的基本性質，包括它的色散關系、電磁場的空間分布和傳播長度以及金屬的頻光特性，還提出了幾種SPPS的應用，并介紹了兩種三結構的等離子波導MIM型和IMI型，分析了其結構。
在第三章中，我們設計了一個MIM等離子體波導，并利用COMSOL Multiphysics軟件進行模擬模擬，并對得出的色散關系、對稱膜與反對稱模結構圖等光學特性進行了詳細的分析。實驗的結果表明，介質層層厚度主要決定了對稱膜與反對稱膜的轉換，不同波長的轉換位置不同。
第四章則是本篇論文的總結和鳴謝。
關鍵詞：表面等離子體 等離子體波導 COMSOL 色散關系 對稱模與反對稱
Study on the transmission characteristics of the MIM
plasma waveguide
Abstract：Surface plasmon polaritons (SPP), because of its low dimension, high strength and sub wavelength three characteristics, a lot of theoretical research and practical applications are being developed,the formation of plasma science called. This paper is based on the metal dielectric metal plasmon waveguide is studied.
The main research contents are as follows:
The first chapter introduces the development background of plasma physics, and simply introduces plasma waveguide and its development status, explained the purpose of this article research methods and research.
The second chapter summarizes the basic properties of surface plasmon, including dispersion relation of electromagnetic field, the distribution and propagation length and frequency of optical properties of metal, also presents the application of several kinds of SPPS, and introduces two kinds of three structure of the plasma waveguide type MIM and type IMI, analyzed its structure.
In the third chapter, we design a MIM plasma waveguide, and the simulation using COMSOL Multiphysics software, and the obtained dispersion relation, symmetric and antisymmetric mode of membrane structure and optical properties are analyzed in detail. The experimental results show that, the layers of thick medium mainly determines the symmetric membrane and anti conversion said film, for different wavelength conversion position.
The fourth chapter is the summary and acknowledgment
Key word. Surface plasma plasma waveguide COMSOL dispersion relation of symmetric and anti symmetric
目錄
第一章 緒論 1
1.1 等離子體物理學研究的發(fā)展 1
1.2表面等離子體波導結構 2
1.3等離子體波導的研究現狀 3
1.4 研究方法簡介 4
第二章 等離體子和等離子體波導理論 6
2.1等離子體波導理論 6
2.1.1金屬的光頻特性 7
2.1.2介質中的麥克斯韋方程組 8
2.1.3邊界條件 9
2.1.4 亥姆霍茲波動方程 10
2.1.5平面波的描述 10
2.2 SPPS的應用 11
2.2.1產生相干極紫外輻射 11
2.2.2生物和醫(yī)療 12
2.2.3新型光源和能源 12
2.2.4光子芯片和集成器件 14
2.2.5光儲存 15
2.3表面等離子體的未來發(fā)展方向 16
2.4波導結構與模型 16
2.4.1 等離子體波導 18
2.4.2 MIM結構的性質 18
2.4.3 IMI結構的性質 19
2.4.4 長程表面等離子體波導 20
第三章MIM波導的模擬 22
3.1 COMSOL Multiphysics 22
3.2 MIM波導的色散關系 22
3.3波長影響的對稱模與反對稱模的轉變 24
第四章 總結和展望 28
致謝 29
參考文獻 30
15800字 34頁
摘要表面等離體子激元（SPP），由于它具有低維度、高強度與亞波長三大特性，很多理論研究與實際應用正在展開，形成所謂的“等離子學”（plasmonics）。本論文就是對基于金屬-介質-金屬的等離體子波導進行研究。
具體研究內容如下：
第一章概述了等離子體物理學的發(fā)展背景，并簡單的介紹了等離子體波導及其發(fā)展現狀，闡述了本文的研究方法以及研究目的。
第二章概述了表面等離子體激元的基本性質，包括它的色散關系、電磁場的空間分布和傳播長度以及金屬的頻光特性，還提出了幾種SPPS的應用，并介紹了兩種三結構的等離子波導MIM型和IMI型，分析了其結構。
在第三章中，我們設計了一個MIM等離子體波導，并利用COMSOL Multiphysics軟件進行模擬模擬，并對得出的色散關系、對稱膜與反對稱模結構圖等光學特性進行了詳細的分析。實驗的結果表明，介質層層厚度主要決定了對稱膜與反對稱膜的轉換，不同波長的轉換位置不同。
第四章則是本篇論文的總結和鳴謝。
關鍵詞：表面等離子體 等離子體波導 COMSOL 色散關系 對稱模與反對稱
Study on the transmission characteristics of the MIM
plasma waveguide
Abstract：Surface plasmon polaritons (SPP), because of its low dimension, high strength and sub wavelength three characteristics, a lot of theoretical research and practical applications are being developed,the formation of plasma science called. This paper is based on the metal dielectric metal plasmon waveguide is studied.
The main research contents are as follows:
The first chapter introduces the development background of plasma physics, and simply introduces plasma waveguide and its development status, explained the purpose of this article research methods and research.
The second chapter summarizes the basic properties of surface plasmon, including dispersion relation of electromagnetic field, the distribution and propagation length and frequency of optical properties of metal, also presents the application of several kinds of SPPS, and introduces two kinds of three structure of the plasma waveguide type MIM and type IMI, analyzed its structure.
In the third chapter, we design a MIM plasma waveguide, and the simulation using COMSOL Multiphysics software, and the obtained dispersion relation, symmetric and antisymmetric mode of membrane structure and optical properties are analyzed in detail. The experimental results show that, the layers of thick medium mainly determines the symmetric membrane and anti conversion said film, for different wavelength conversion position.
The fourth chapter is the summary and acknowledgment
Key word. Surface plasma plasma waveguide COMSOL dispersion relation of symmetric and anti symmetric
目錄
第一章 緒論 1
1.1 等離子體物理學研究的發(fā)展 1
1.2表面等離子體波導結構 2
1.3等離子體波導的研究現狀 3
1.4 研究方法簡介 4
第二章 等離體子和等離子體波導理論 6
2.1等離子體波導理論 6
2.1.1金屬的光頻特性 7
2.1.2介質中的麥克斯韋方程組 8
2.1.3邊界條件 9
2.1.4 亥姆霍茲波動方程 10
2.1.5平面波的描述 10
2.2 SPPS的應用 11
2.2.1產生相干極紫外輻射 11
2.2.2生物和醫(yī)療 12
2.2.3新型光源和能源 12
2.2.4光子芯片和集成器件 14
2.2.5光儲存 15
2.3表面等離子體的未來發(fā)展方向 16
2.4波導結構與模型 16
2.4.1 等離子體波導 18
2.4.2 MIM結構的性質 18
2.4.3 IMI結構的性質 19
2.4.4 長程表面等離子體波導 20
第三章MIM波導的模擬 22
3.1 COMSOL Multiphysics 22
3.2 MIM波導的色散關系 22
3.3波長影響的對稱模與反對稱模的轉變 24
第四章 總結和展望 28
致謝 29
參考文獻 30
