THz波段金屬光柵濾波器及等效表面等離子體激元的理論研究.pdf

1、太赫茲(THz)輻射的獨(dú)特性質(zhì)在很多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。隨著太赫茲光學(xué)的發(fā)展，應(yīng)用于這個(gè)頻段的光電器件也逐漸成為研究的熱點(diǎn)。設(shè)計(jì)出性能優(yōu)越的THz濾波器以及THz波導(dǎo)器件將會(huì)進(jìn)一步推動(dòng)這個(gè)領(lǐng)域的發(fā)展。 在這篇論文中主要利用兩種金屬微結(jié)構(gòu)器件來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)THz輻射的濾波以及導(dǎo)光的控制。 首先，基于模式展開(kāi)法分析了亞波長(zhǎng)矩形金屬光柵的電磁響應(yīng)特性，利用反射式矩形金屬光柵對(duì)入射光的腔共振吸收效應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)響應(yīng)帶寬可調(diào)的帶阻濾波器。

2、另一方面，在反射譜中被濾掉的某個(gè)頻段的THz光子將被局域在光柵的金屬槽內(nèi)并使槽內(nèi)的電場(chǎng)強(qiáng)度顯著的增強(qiáng)，利用這個(gè)特性有望實(shí)現(xiàn)THz輻射與分子的非線(xiàn)性作用。 論文的另一個(gè)工作是通過(guò)理論建模分析了環(huán)形槽金屬線(xiàn)上的表面波模式，發(fā)現(xiàn)這種表面模可以作為一種等效的表面等離子體激元，并且其等效表面等離子體頻率可以由金屬線(xiàn)的結(jié)構(gòu)參數(shù)來(lái)控制。如果把等效表面等離子體頻率降低到THz頻段附近則能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)THz光子的亞波長(zhǎng)束縛。有趣的是，這種環(huán)形槽金屬線(xiàn)