收藏本站
《山西大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

领结形中空表面等离子体光波导的传输特性研究

贾智鑫  
【摘要】:这是一个信息不断增长而且需要处理能力越来越快的时代。由于电子技术存在R-C延迟现象,迫切地需要新的技术来更快地处理越来越多的信息。虽然光子技术具有更高的数据处理速度。但是由于衍射极限的存在,今天这项新技术处在了发展的十字路口上。近几年,能突破光的衍射极限的新发现——表面等离子体给人们带来了新的希望,引起了物理学家、化学家和与生物学相关的材料学家的兴趣。随着纳米技术的发展,利用纳米尺度结构来操纵表面等离子体,预计新的技术将在光集成,光存储、显微镜技术和太阳能电池方面发挥巨大的潜力,同样在传感器的设计和应用方面,特别是生物分子检测方面,具有广泛的前景。 本论文首先对表面等离子体和表面等离子体激元的概念进行了阐述,接着对等离子光波导的发展历史和其中的关键阶段进行了综述,并对频域有限差分方法进行了简介。 本文的主要内容是: 设计了一种领结形中空表面等离子体光波导。采用频域有限差分法,对这种波导所支持的基模的能流密度分布、有效折射率、传播长度和模式面积随几何结构参数和工作波长的依赖关系进行了分析。结果表明,沿纵向的能流主要分布在两个上下突起所形成的中间区域。通过调整几何参数及工作波长,可以调节模式的有效折射率、传播长度和模式面积。在工作波长确定的条件下,有效折射率随突起半径的增大呈减小趋势,而传播长度和模式面积则随着突起半径的增大呈增大趋势,四个角上的圆弧半径对波导的传输特性有微调作用,左右扇形区域的半径对波导的传输特性有较明显的调节作用。在几何参数确定的条件下,相对于工作波长λ=705.0nm的情形来说,工作波长较大时,场的分布范围较大,场与金属表面的接触面积较大,场与金属银的相互作用较弱,有效折射率就较小,传播距离也就较长。最后,讨论了这种中空表面等离子体光波导在折射率传感器和压力传感器领域应用的可能性。 这些研究将为表面等离子体技术在光子器件集成领域和传感器领域的应用提供了新的理论基础。
【学位授予单位】:山西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TN252

免费申请
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 王丹;薛文瑞;周国生;;圆形双芯微结构色散补偿光纤的色散特性分析[J];量子光学学报;2006年02期
2 郭亚楠;薛文瑞;张文梅;;双椭圆纳米金属棒构成的表面等离子体波导的传输特性分析[J];物理学报;2009年06期
3 贾智鑫;段欣;吕婷婷;郭亚楠;薛文瑞;;领结形中空表面等离子体波导的传输特性[J];物理学报;2011年05期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴斌;王庆康;;集成表面等离子体共振传感芯片[J];微纳电子技术;2007年09期
2 吴斌;王庆康;;波导型表面等离子体共振传感器传感特性计算[J];微纳电子技术;2007年12期
3 罗吉;庄须叶;倪祖高;姚军;;光纤消逝场传感器传感结构的分析与应用[J];微纳电子技术;2011年06期
4 黄志洵;姜荣;;表面电磁波与表面等离子波[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2011年02期
5 黄志洵;;金属电磁学理论的若干问题[J];中国传媒大学学报(自然科学版);2011年04期
6 曹庄琪,沈启舜,丁渊,桑明煌,袁文,肖平平,徐红萍;单次扫描技术确定金属薄膜的厚度和介电常数[J];江西师范大学学报(自然科学版);2003年03期
7 欧阳坤;况庆强;肖平平;乐建新;;基于衰减全反射结构的微小位移的实时测量[J];江西师范大学学报(自然科学版);2008年03期
8 况庆强;肖平平;桑明煌;;平板波导介质层平行度对衰减全反射曲线的影响[J];江西师范大学学报(自然科学版);2008年05期
9 朱彩莲,曹振新,吴乐南,杨洋;光纤表面等离子体波传感器中共振波长的理论计算[J];传感技术学报;2004年01期
10 刘国华;张维;常露;邝丽丽;尹文武;牛文成;;SPR生物传感系统及其对DNA的检测分析[J];传感技术学报;2005年04期
中国重要会议论文全文数据库 前3条
1 杜艳;梁大开;曾捷;;表面等离子体波传感器波长调制理论研究[A];江苏省计量测试学会2005年论文集[C];2005年
2 申宁馨;彭承琳;;多通道表面等离子体子共振传感器的研究[A];中国生物医学工程进展——2007中国生物医学工程联合学术年会论文集(上册)[C];2007年
3 史坚;曹庄琪;沈启舜;;用衰减全反射方法对微小位移进行实时测量[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 燕保荣;电磁波与低维固体表面等离体子相互作用的研究[D];华中科技大学;2010年
2 邵伟伟;光折变表面波及其在表面等离子体激元长程传播中的应用[D];南开大学;2010年
3 沈云;微纳结构光学微腔中的光学双稳与耦合慢光传输[D];武汉大学;2009年
4 王丽英;纳米材料在表面等离子体共振传感器中的应用[D];吉林大学;2011年
5 李旭峰;表面等离子体激元在近场光刻及微纳波导中应用的初步理论研究[D];大连理工大学;2011年
6 熊学辉;平面光栅阵列纳米尺度光子控制及其应用技术研究[D];华中科技大学;2011年
7 高洪营;扫描隧道显微镜诱导的金属表面有机分子多层膜发光研究[D];中国科学技术大学;2011年
8 刘志锋;亚波长孔阵列的异常光学、声学透射[D];南京大学;2011年
9 谢素霞;亚波长周期结构的超强光透射及其调控的研究[D];中南大学;2011年
10 田东斌;环形光栅包层THz空芯波导器件的研究[D];电子科技大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 曲丽洁;用于动物性食品中莱克多巴胺快速检测的SPR技术研究[D];华中农业大学;2010年
2 李青;微型PDMS SPR传感器研究[D];长春理工大学;2010年
3 李奇林;全自动多通道SPR检测仪器的设计与实现[D];浙江大学;2011年
4 柯智慧;表面等离子体聚焦调制及增强太阳能电池吸收研究[D];电子科技大学;2011年
5 任常瑞;表面等离激元增强氮化硅基MIS器件的电致发光[D];浙江大学;2011年
6 姚元元;表面等离子体共振用于磺胺甲噁唑与血清白蛋白作用研究[D];山东农业大学;2011年
7 魏传平;乙酰甲胺膦和吲哚乙酸分子印迹SPR传感器制备及分析应用[D];山东农业大学;2011年
8 杜杉;超薄表面等离子共振传感器设计与表面等离子波导耦合的研究[D];北京交通大学;2011年
9 董广才;基于光子晶体辅助的锥形结构表面等离子体激元的研究[D];吉林大学;2011年
10 李博;光纤SPR传感器结构设计以及应用[D];北京邮电大学;2011年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 王红华;薛文瑞;张文梅;;双芯复合格点光子晶体光纤的负色散特性[J];光学学报;2008年01期
2 郭亚楠;薛文瑞;张文梅;;双椭圆纳米金属棒构成的表面等离子体波导的传输特性分析[J];物理学报;2009年06期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 均田;集成光路——材料和制法[J];发光学报;1975年02期
2 姚慧海,陈智浩;光波导等参元分析[J];光学学报;1987年09期
3 李朝英,沈寿义;用涤纶膜做光波导实验[J];大学物理;1992年04期
4 ;集成光学、波导理论[J];中国光学与应用光学文摘;1999年05期
5 祝宁华,金锋;Ti:LiNbO_3光波导导模的场分布[J];光学学报;1993年06期
6 潘姬,赵鸿麟,杨恩泽,李德杰,吴伯瑜;硅衬底上锗硅合金光波导的研制[J];光学学报;1994年06期
7 郭建新,史若桦,马凯,黄锡珉;光波导方法在液晶盒常规测量中的应用[J];液晶与显示;1994年04期
8 洪佩智,马少杰,侯韶华,李丽娜,于荣金;光波导Fabry—Perot型电光模数转换器[J];光电子.激光;1995年05期
9 李宝军,李国正,刘恩科;1.3μm,1.55μm的Si和Si_(1-x)Ge_x波长信号分离器[J];半导体光电;1997年05期
10 王德强,陈玮,程继健;玻璃光波导研究进展[J];材料导报;2000年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张蓉君;祁志美;;时间分辨光波导分光光谱技术原位研究分子及纳米粒子的吸附动力学行为[A];第十六届全国光散射学术会议论文摘要集[C];2011年
2 汪业衡;;一般截面光波导Maxwell方程的求解[A];面向21世纪的科技进步与社会经济发展(上册)[C];1999年
3 但亚平;岳瑞峰;王燕;刘理天;;氮氧化硅薄膜的光学特性及其在光波导中的应用[A];第一届全国纳米技术与应用学术会议论文集[C];2000年
4 赵桂荣;张卫华;赵高扬;胡雄伟;杨沁清;;SiO_2薄膜及其微细图形制备新技术[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
5 虎宝仁;王鹏;;浅谈光波导铌酸锂晶体生长[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
6 邱建荣;朱从善;三浦清贵;平尾一之;;飞秒激光诱导玻璃中3维光波导的研究[A];中国硅酸盐学会2003年学术年会论文摘要集[C];2003年
7 雷明凯;王兴军;杨涛;董斌;王辉;曹保胜;朱振华;;溶胶-凝胶技术制备稀土掺杂光波导材料研究[A];全国第三届溶胶—凝胶科学技术学术会议论文摘要集[C];2004年
8 晁代宏;刘荣;吴跃民;宗光华;;光波导封装机器人系统研究现状[A];中国仪器仪表学会第六届青年学术会议论文集[C];2004年
9 王涛;黄德修;;有源光开关中的方向耦合器研究[A];大珩先生九十华诞文集暨中国光学学会2004年学术大会论文集[C];2004年
10 郭汉明;陈家璧;庄松林;;波导多层光存储的理论模型[A];上海市激光学会2005年学术年会论文集[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 李德辉 通讯员 马永军;创新因执着而美丽[N];联合日报;2008年
2 记者 郑千里;集成光波导型电磁场传感器制成[N];科技日报;2001年
3 马永军;王克明:创新最重要的是执著[N];中国教育报;2008年
4 冯卫东;哈利波特有了新斗篷[N];科技日报;2009年
5 本报记者 李德辉 通讯员 王静 实习生 王远;生命在创造中闪光[N];联合日报;2006年
6 记者  陈超;母板内光互联技术取得突破[N];科技日报;2007年
7 李大庆;最贵平常心[N];科技日报;2000年
8 ;硅基光电子技术的今天与未来[N];电子资讯时报;2008年
9 通讯员 朱文龙;尖端技术如何走出企业[N];上海科技报;2006年
10 通讯员 张少梅 刘秀红 冯刚;王克明 学生心目中的“平民大师”[N];中国教育报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘嘉敏;光波导三轴力传感方法的理论分析与实验研究[D];重庆大学;2001年
2 周剑英;InP基量子阱电吸收行波光调制器的研制[D];浙江大学;2005年
3 姜毅;离子注入光电晶体损伤诱导折射率改变及波导导模特性研究[D];山东大学;2006年
4 刘祥志;离子注入光波导的数值分析研究[D];山东大学;2008年
5 王亮玲;离子注入与离子交换平面和条形光波导的制备及其特性研究[D];山东大学;2008年
6 余本海;飞秒激光对透明电介质材料的烧蚀与微加工研究[D];华中科技大学;2008年
7 程光华;飞秒激光与透明介质相互作用的非线性及应用[D];中国科学院研究生院(西安光学精密机械研究所);2004年
8 贾传磊;离子注入法与射频溅射法制备光波导的研究[D];山东大学;2006年
9 李玉华;飞秒激光微细加工电介质材料与微光器件制备研究[D];华中科技大学;2007年
10 甘小勇;高速铌酸锂波导电光调制器关键技术研究[D];电子科技大学;2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 宋哲;理想光波导短程透镜的理论与实验研究[D];长春光学精密机械学院;2001年
2 刘珂;光子晶体光纤的理论分析及其在THz波导分析中的应用[D];浙江大学;2005年
3 邵国玉;SOI光波导与光功率分配器的基础研究[D];长春理工大学;2004年
4 文学金;波导模式基本理论及其应用[D];浙江大学;2004年
5 李登峰;光波导在任意微扰下的耦合模理论[D];福建师范大学;2003年
6 陈国强;微纳光束光波导的传输和控制分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 申人升;磷硅酸盐波导材料的溶胶—凝胶法制备[D];吉林大学;2005年
8 许晓波;微环谐振器阵列滤波器研究[D];长春理工大学;2007年
9 金辉;平面光波导的理论研究与特性参数的测试[D];天津大学;2004年
10 张谦述;LiNbO_3波导电光A/D转换器技术研究[D];电子科技大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026