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在这个信息爆炸式增长的通讯时代,信息交互变得至关重要,如何更快处理随之而来的海量信息也变得至关重要,这些都对通信容量和带宽容量都提出了更高要求。现有电子技术中存在的发热以及R-C延迟问题使得电子线路的传输速度很难进一步提高。随着纳米制造工艺技术和集成光学的发展,光子器件不断小型化和集成化的特点以及高带宽、低耗散的优势日益凸显使得光子器件蕴含巨大潜在应用。但受衍射极限的影响,其尺寸被限制在微米量级,无法达到电子器件的纳米尺度。所以,获得突破衍射极限,实现纳米量级的光子器件是实现纳米全光集成的关键,而表面等离子激元可有效解决这一难题。 正因为表面等离子体激元能有效实现光子器件的纳米尺寸问题,近年来吸引了研究者的注意和兴趣。这种表面等离子体激元是入射光子与金属表面自由电子相互耦合而形成的电荷振荡,是一种特殊的电磁场。其特性为沿着分界面传播,在垂直于界面方向指数衰减,横向尺寸为亚波长量级,具有高度局域性。因其独特的突破光子器件衍射极限影响、克服电子线路发热和R-C延迟以及场空间局域增强等特点而成为制作纳米尺寸的光集成器件的绝佳条件。基于SPPs的光器件也预计将在光集成、光探测、光储存、和显微术等领域发挥巨大作用。 目前,多种类型和结构的表面等离子体器件被相继提出,有:滤波器、传感器、耦合器、波分复用器等。金属-介质-金属(MIM)光波导因其特殊的对光的局域增强特性和良好的导向作用而成为研究表面等离子体波的首选结构。本文研究了一种基于MIM圆形腔非对称耦合结构的折射率传感器,并对其性能和改进方案进行分析: 1.基于时域有限差分法(Finite-Difference Time-Domain Method,FDTD),并结合完美匹配层边界条件和稳定性条件,对输出特性和传感特性进行模拟分析,并分析结构参数圆形谐振腔的曲率半径和耦合长度对传感特性的影响。 2.鉴于乙醇的温度与折射率的关系,并结合折射率与共振波长的线性关系,可模拟分析此结构作为温度传感器的传感特性,同样分析该模型的结构参数对其灵敏度的影响。