等离子体mim波导的传输特性的研究.doc
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等离子体mim波导的传输特性的研究,等离子体mim波导的传输特性的研究15800字34页摘要表面等离体子激元（spp），由于它具有低维度、高强度与亚波长三大特性，很多理论研究与实际应用正在展开，形成所谓的“等离子学”（plasmonics）。本论文就是对基于金属-介质-金属的等离体子波导进行研究。具体研究内容如下：第一章概述了等离子体物理学的发展背景，并...
内容介绍
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等离子体MIM波导的传输特性的研究
15800字 34页
摘要表面等离体子激元（SPP），由于它具有低维度、高强度与亚波长三大特性，很多理论研究与实际应用正在展开，形成所谓的“等离子学”（plasmonics）。本论文就是对基于金属-介质-金属的等离体子波导进行研究。
具体研究内容如下：
第一章概述了等离子体物理学的发展背景，并简单的介绍了等离子体波导及其发展现状，阐述了本文的研究方法以及研究目的。
第二章概述了表面等离子体激元的基本性质，包括它的色散关系、电磁场的空间分布和传播长度以及金属的频光特性，还提出了几种SPPS的应用，并介绍了两种三结构的等离子波导MIM型和IMI型，分析了其结构。
在第三章中，我们设计了一个MIM等离子体波导，并利用COMSOL Multiphysics软件进行模拟模拟，并对得出的色散关系、对称膜与反对称模结构图等光学特性进行了详细的分析。实验的结果表明，介质层层厚度主要决定了对称膜与反对称膜的转换，不同波长的转换位置不同。
第四章则是本篇论文的总结和鸣谢。
关键词：表面等离子体 等离子体波导 COMSOL 色散关系 对称模与反对称
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
目录
第一章 绪论 1
1.1 等离子体物理学研究的发展 1
1.2表面等离子体波导结构 2
1.3等离子体波导的研究现状 3
1.4 研究方法简介 4
第二章 等离体子和等离子体波导理论 6
2.1等离子体波导理论 6
2.1.1金属的光频特性 7
2.1.2介质中的麦克斯韦方程组 8
2.1.3边界条件 9
2.1.4 亥姆霍兹波动方程 10
2.1.5平面波的描述 10
2.2 SPPS的应用 11
2.2.1产生相干极紫外辐射 11
2.2.2生物和医疗 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光储存 15
2.3表面等离子体的未来发展方向 16
2.4波导结构与模型 16
2.4.1 等离子体波导 18
2.4.2 MIM结构的性质 18
2.4.3 IMI结构的性质 19
2.4.4 长程表面等离子体波导 20
第三章MIM波导的模拟 22
3.1 COMSOL Multiphysics 22
3.2 MIM波导的色散关系 22
3.3波长影响的对称模与反对称模的转变 24
第四章 总结和展望 28
致谢 29
参考文献 30
15800字 34页
摘要表面等离体子激元（SPP），由于它具有低维度、高强度与亚波长三大特性，很多理论研究与实际应用正在展开，形成所谓的“等离子学”（plasmonics）。本论文就是对基于金属-介质-金属的等离体子波导进行研究。
具体研究内容如下：
第一章概述了等离子体物理学的发展背景，并简单的介绍了等离子体波导及其发展现状，阐述了本文的研究方法以及研究目的。
第二章概述了表面等离子体激元的基本性质，包括它的色散关系、电磁场的空间分布和传播长度以及金属的频光特性，还提出了几种SPPS的应用，并介绍了两种三结构的等离子波导MIM型和IMI型，分析了其结构。
在第三章中，我们设计了一个MIM等离子体波导，并利用COMSOL Multiphysics软件进行模拟模拟，并对得出的色散关系、对称膜与反对称模结构图等光学特性进行了详细的分析。实验的结果表明，介质层层厚度主要决定了对称膜与反对称膜的转换，不同波长的转换位置不同。
第四章则是本篇论文的总结和鸣谢。
关键词：表面等离子体 等离子体波导 COMSOL 色散关系 对称模与反对称
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
目录
第一章 绪论 1
1.1 等离子体物理学研究的发展 1
1.2表面等离子体波导结构 2
1.3等离子体波导的研究现状 3
1.4 研究方法简介 4
第二章 等离体子和等离子体波导理论 6
2.1等离子体波导理论 6
2.1.1金属的光频特性 7
2.1.2介质中的麦克斯韦方程组 8
2.1.3边界条件 9
2.1.4 亥姆霍兹波动方程 10
2.1.5平面波的描述 10
2.2 SPPS的应用 11
2.2.1产生相干极紫外辐射 11
2.2.2生物和医疗 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光储存 15
2.3表面等离子体的未来发展方向 16
2.4波导结构与模型 16
2.4.1 等离子体波导 18
2.4.2 MIM结构的性质 18
2.4.3 IMI结构的性质 19
2.4.4 长程表面等离子体波导 20
第三章MIM波导的模拟 22
3.1 COMSOL Multiphysics 22
3.2 MIM波导的色散关系 22
3.3波长影响的对称模与反对称模的转变 24
第四章 总结和展望 28
致谢 29
参考文献 30
