长程表面等离子体激元波导的研究

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1、BYWuPeng—qinSupervisedbyProfessorZhangTongSchoolofElectronicScienceandEngineeringSoutheastUniversityJune2010研究生签名：东南大学学位论文使用授权声明本文分别从理论和数值模拟上研究了在对称条载型SPP波导中的长程传输模式，从而提出了一种基于对称条载型SPP波导的新型温控光学衰减器，这种光学衰减器通过改变金属和条载层介质的有效折射率来实现光信号衰减：当对光学衰减器进行电光调制时，金属层和条载层介质的有效折射率均随温度发生改变，从而

2、引起波导传输模式等效折射率的改变，其传播长度和传输损耗随之改变。同时我们分析了两种因制备过程中形成工艺容差对衰减器性能的影响，由模拟结果可知，工艺容差对衰减器性能的影响较小。通过改变介质材料和结构参数，最后我们得出优化的光学衰减器，该衰减器长度三为3mm，当调制功率为20row时，其衰减可达到50dB以上。这种温控光学衰减器结构简单，尺寸小，制备难度较小，其调制功率小，总衰减大，在亚波长光电集成领域具有重要的应用前景。关键词：表面等离子体激元、长程表面等离子体激元波导、对称条载型结构、温度控制、衰减器causingthechange

3、ofpropogationlengthandtheattenuation．TheeffectontheattenuatorperformanceofpreparationprocessoftwokindsofprocesstolerancefortheformationiSanalyzedbythesimulationresults；theprocesstoleranceontheperformanceofattenuationhaslittleeffect．Bychangingthedielectricmaterialandstr

4、ucturalparameters．andfinallytheoptimizedopticalattenuatoriSpresented：theattenuatorlengthLiS3mm。whenthemodulationpoweris20m形itsattenuationCanreachmorethan50dB．111istemperaturecontrolledopticalattenuatorwithsimplestructtLre，smallsize；smallmodulationpowerhasimportantappli

5、cationsinthefieldofsubwavelengthopticalintegration．Keywords：Surfaceplasmonpolaritons,Long-rangesurfaceplasmonpolaritonswaveguide,Symmetrydielectric-loadedstructure,Temperaturecontrolled，AttenuatorII1．2．1“三明治”结构SPP波导⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．31．2．2条载型SPP波导⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

6、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．51．2．3V形槽结构的SPP波导⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一51．2．4纳米结构的SPP波导⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．61．2．5SPP谐振腔器件⋯⋯⋯⋯。：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一l01．3课题的意义⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯ll1．4论文的主要目标和组织结构⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯12第二章表面等离子体

7、激元理论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．132．1金属色散模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯132．1．1金属光频特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯132．1．2金属Drude模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯142．2SPP基本原理⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．142．2．1色散关系【圳⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

8、⋯162．2．2特征长度⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯l82．2．3SPP的激励⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．202．3SPP特1生⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯