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随着信息社会的飞速发展,人们对传输带宽、信息处理速度和光电子器件集成化程度的要求越来越高,光子器件相比于电子器件在传输带宽和速度方面有着不可比拟的传输优势。但是,由于传统衍射极限的影响,目前绝大多数的光子器件的尺寸被限制在微米级别,因而无法满足高度集成化的要求。而表面等离子体激元的发展使得这一切成为现实,它可以突破传统衍射极限,并且可在亚波长范围内对光实施操控。表面等离子激元有两种不同形式,一种是能沿着金属-介质界面传播的表面等离子体激元(SPPs),另一种是局域在金属界面的局域表面等离子体激元(LSP),其中金属纳米粒子的局域表面等离子体因其强局域场增强效应,热点效应以及非线性效应而倍受关注,而且其能直接被入射光激发以及对微纳加工技术的要求较低等特点,使得在工艺和实际生产应用上更容易实现。特别是随着微纳加工技术的提高,人们可通过对纳米级别的材料进行加工,人工获得结构新颖独特、光学性质丰富的超材料。而基于超材料的类电磁诱导透明现象不仅克服了传统原子系统中的严苛要求,而且可广泛应用于新型光子器件的研制,因此受到了广大科研人员的青睐。 本文主要对不同超材料结构中基于亮-暗模式和亮-亮模式两种不同耦合模式下的类电磁诱导透明现象进行了深入研究,分析了其背后的物理机制,并在此基础上进一步研究了结构几何尺寸对系统的影响。然后在前人研究基础上创新性地提出一种独特的超材料结构,并采用时域有限差分(FDTD)方法进行数值模拟,实现了超材料中类电磁诱导透明效应,更重要的是,首次使得两种不同的耦合模式共存于同一结构中,并通过等离激元杂化理论和电磁场的分析,对此做出了详细而合理的解释。最后考虑到实际应用,研究了环境介质折射率对该系统的敏感度,将其作为一个折射率高达800nm/RIU的折射率传感器。另外,还研究了该系统的慢光效应,包括光延时和群指数,得到一个光延时高达0.28ps的慢光装置。