论文部分内容阅读
表面等离子体激元(SPPs)是由于外界光子与金属表面自由电荷相互作用而形成的沿着金属-介质界面传播的一种电磁表面波。它们因为能打破传统的衍射极限以及能在亚波长尺度下实现对电磁波的调控而成为光通讯中光传输的合适的信息载体。表面等离子激元的应用十分广泛,慢光效应是其中一个很重要的方面。基于金属-介质-金属(MIM)等离子体光栅波导的慢光效应在理论和实验上被提出和证实,如何实现多通道、高群折射率、低失真的慢光效应仍是较大的挑战和较有意义的研究课题。 在本论文中,我们介绍了表面等离子体激元的基本原理和慢光效应的基本理论,并基于MIM型等离子光栅波导慢光效应的研究现状,提出并研究了两种实现三通道慢光效应的慢光波导系统。二维时域有限差分(FDTD)方法的数值模拟结果显示,在第一个结构中,我们同时实现了三通道的表面等离子体波分解复用和慢光效应,且都达到了较为理想的效果。在第二种结构中,我们以一种稍微简单且便于调节的方式,实现了对三个特定频率的SPPs的群速度减慢。在这两种慢光波导系统下,SPPs的群速度都得到了较为明显的减慢,群折射率最终都高达30左右,沿着波导传输的信号脉冲波形也由于较小的群速度色散而具有较小的失真。 我们的研究结果对基于金属光栅等离子体慢光波导的光学集成器件的开发和设计提供很好的参考价值。