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相似文献
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1.
非对称金属包覆左手介质平板波导的微扰分析   总被引:1,自引:0,他引:1  
基于微扰方法分析非对称金属包覆左手介质平板波导的特性,给出了该波导的复有效折射率的一级近似解,并对波导的传输特性和损耗特性进行了数值模拟.结果表明:非对称金属包覆左手介质平板波导没有零阶模式;TE1模传播系数随波导厚度的增加迅速减小,损耗系数随波导厚度的增加快速增加,达到最大值后又迅速减小;非对称金属包覆左手介质平板波导传输特性相对于左手介质三层平板波导传输特性发生了很大改变,TM1模,TM2和 TE2模式以及更高阶模式在截止厚度附近出现双值现象;特别在二阶及高阶模式中,TE模式相对于TM模式具有高传输低损耗的特性,而以右手介质为芯层的金属包覆波导不具有这一特性.  相似文献   

2.
周骏  任海东 《光子学报》2014,38(9):2219-2223
基于微扰方法分析非对称金属包覆左手介质平板波导的特性,给出了该波导的复有效折射率的一级近似解,并对波导的传输特性和损耗特性进行了数值模拟.结果表明:非对称金属包覆左手介质平板波导没有零阶模式|TE1模传播系数随波导厚度的增加迅速减小,损耗系数随波导厚度的增加快速增加,达到最大值后又迅速减小|非对称金属包覆左手介质平板波导传输特性相对于左手介质三层平板波导传输特性发生了很大改变,TM1模,TM2和 TE2模式以及更高阶模式在截止厚度附近出现双值现象|特别在二阶及高阶模式中,TE模式相对于TM模式具有高传输低损耗的特性,而以右手介质为芯层的金属包覆波导不具有这一特性.  相似文献   

3.
本文研究了一种由三根并排放置的椭圆形金属-介质-金属纳米线构成的混合表面等离子体光波导所支持的电磁场基模的控制特性,中间是高折射率的介质纳米线,左右是两根对称放置的金属纳米线。研究结果表明,基模电磁场增强效应主要分布在三根纳米线形成的两个间隙区域,且对整个结构的几何参数有一定依赖性。因此,通过改变纳米线的几何尺寸、两根纳米线之间的间距以及介质的电磁参数,可以调整和控制这种波导所支持的基模的有效折射率、模式传输距离、归一化的模式面积和模式束缚因子等物理特性。基于这些有效的模式操控特性,这种混合型的表面等离子体光波导可以应用于高密度光子器件集成、纳米光子学和生物传感器等领域。  相似文献   

4.
任丽红  罗积润  张弛 《物理学报》2011,60(8):88401-088401
为解决准横电磁(TEM)模波导工作带宽较窄的问题,提出采用金属贴片电磁带隙(EBG)结构在金属波导中创建准TEM波.通过理论分析和数值计算,研究金属贴片EBG结构创建准TEM波导对展宽带宽、改善传输特性和增强准TEM波电场分布均匀性的作用.模拟结果表明,在频率14 GHz附近,金属贴片EBG将TE10模成功转换成准TEM模,转换带宽达到1.7 GHz,且在波导横截面83.9%的面积上电场分布均匀性达到84.7%. 关键词: 电磁带隙 金属贴片电磁带隙结构 磁导体 准横电磁模波导  相似文献   

5.
肖平平  戚珉  胡红武 《光子学报》2011,(10):1595-1598
利用双面金属包覆波导在导模共振激发时对古斯-汉欣位移具有极大的增强效应来实现激光波长微小变化的监测.双面金属包覆波导由上层金膜、导波层和下层金膜组成.当导波层厚度为亚毫米尺度时,应用自由空间耦合技术使入射的激光以小角度入射,在满足相位匹配的条件下激发超高阶导模.理论研究表明,当波导的辐射损耗等于本征损耗时,反射光的侧向...  相似文献   

6.
张玲芬 《大学物理》2007,26(1):26-28,57
对不对称左手介质平板波导的几个低阶的TE模和TM模进行了数值计算,得到了模式特征方程,分析了归一化传播常数β/k_0随平板厚度d变化的色散关系,作出了模式的电场E_y(x)分布.在左手介质平板波导中,每一模式都有截止点, TE_0模和TM_0模不出现,在我们给出的特定的介质参数下,TE_1模和TM_1模不能和其他高阶模式共存,其归一化传播常数β/ k_0随k_0d的增加而减小.给出的结果对左手介质元器件的研究有实际的参考意义.  相似文献   

7.
导模共振光栅是一种典型的平面波导共振结构,可在光栅表面或波导层内形成较强的局域电场,能增强光与物质的相互作用.本文在导模共振结构的光栅层和基底层之间,引入低折射率的多孔二氧化硅间隔层,显著增强了局域电场与增益介质的接触度.结果表明,引入多孔二氧化硅后,共振产生的电场增强区域上移至激光染料层,增加了激光染料与电场的相互作用,实现了激光出射增强.本文基于时域有限差分法,对结构参数进行分析优化,研究了820 nm共振波长激发下的出射激光特性,得到了连续的激光出射,其能量阈值约为2.5 mJ/cm^2,线宽约为0.3 nm.本文提出的结构实现了对表面局域电场的有效调控,增强了激发光与增益介质的相互作用,不但可应用于激光器,还为其它发光器件的设计提供了参考.  相似文献   

8.
唐婷婷  陈福深 《发光学报》2009,30(4):441-446
采用微扰法研究了左手介质矩形波导的吸收特性。由于色散方程的限制,左手介质波导不能传输基模,它的吸收特性也与右手介质矩形波导明显不同。结果发现, 模式的衰减系数随长宽比(a/b)的增加而减小,而在右手介质波导中结果恰恰相反。除此之外,当不同模式的光波在同一左手介质矩形波导中传输时,每一模式都对应着相邻很近的吸收峰和吸收谷。同时高阶模的衰减系数较低阶模的大。但是,当不同模式的光波在同一右手介质矩形波导中传输时,它们的衰减曲线随着波导宽度的增加而振荡的变化,并且趋近于芯层衰减系数。另外一方面,在右手波导中,高阶模式的衰减系数较低阶模式小。  相似文献   

9.
基于平行金属双柱的太赫兹波二维左手材料   总被引:1,自引:1,他引:0  
梁兰菊  闫昕  姚建铨  田贵才  薛冬 《光学学报》2012,32(3):316001-167
基于产生负介电常数的周期性金属线单元结构,利用平行金属双柱设计了具有双负通带的两种太赫兹波段二维左手材料。应用时域有限积分算法研究了二维左手材料的传输特性,仿真结果表明,在0.76THz附近,平行金属双柱的表面电荷振荡与反向平行电流引发了电磁谐振,出现良好的负折射效应。在0.75~0.78THz之间同时具有负等效磁导率和负等效介电常数,双负通带带宽约为0.03THz。进一步研究了金属双柱间距、长度及基板厚度等结构参数对双负通带带宽的影响。研究结果为太赫兹波段左手材料的设计和研制提供了参考。  相似文献   

10.
设计了一种基于TiO2介质的全介质电磁诱导透明超表面模型,该结构由两根十字垂直交叉的介质棒和四个介质方块组成.在入射电磁场的作用下,介质棒中直接被入射电磁场激励的米氏电谐振通过相互耦合作用激发了介质方块中的磁共振,并产生谐振模之间的相消干涉,从而产生了类电磁诱导透明现象.利用电磁仿真软件和双谐振子耦合模理论,模拟计算和定量分析了类电磁诱导透明效应,结果表明:在电磁波正入射下,该结构在0.552THz处产生一透射率接近96%的透明窗口.由于其结构单元具有4度旋转对称性和多个暗模谐振元素,使得诱导透明效应出现较宽频带且呈现出对入射电场极化方向不敏感的特性.  相似文献   

11.
Burhan Zamir  Rashid Ali 《中国物理 B》2011,20(1):14102-014102
A theoretical investigation of field components for transverse electric mode in the parallel-plate waveguides has been studied. In this analysis two different types of waveguide structures have been discussed, i.e., (a) normal good/perfect conducting parallel-plate waveguide filled with nonlinear left-handed material and (b) high-temperature-superconducting parallel-plate waveguide filled with nonlinear left-handed material. The dispersion relations of transverse electric mode have also been discussed for these two types of waveguide structures.  相似文献   

12.
微谐振环结构体内太赫兹增强效应   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
基于严格电磁场理论,给出了微型谐振环形和Fishnet结构体内太赫兹波的严格表达式,并利用电磁场的边界条件分析了太赫兹波在微型谐振环形和Fishnet结构体内空间分布的增强效应。数值模拟结果表明:谐振环金属条附近的电场大于磁场,金属条附近的电场相对其他区域明显要强得多,开口处表现更为突出,太赫兹波在Fishnet结构体内电磁场的峰位处电场和磁场分布关于x对称;电场的极值出现在大十字架的上下四个角,而磁场的极值则出现在小十字架的上下两端点。同时用电磁场传输线理论对该现象作出一定的物理解释。收稿日期:; 修订日期:  相似文献   

13.
表面等离激元自诞生以来已有一百多年的历史,并逐渐形成了一门新的学科——表面等离激元光子学.位于金属纳米结构中的局域表面等离激元可产生非常显著的近表面电场增强,并成功应用于诸多研究领域当中,而对局域表面等离激元与外界入射光中磁场的相互作用的研究则相对较少.该研究在前期已有的研究基础之上模拟计算了金属纳米球-纳米圆盘结构间...  相似文献   

14.
Field enhancement effect of metal probe in evanescent field, induced by using a multi-layers structure for exciting surface plasmon resonance (SPR), is analyzed numerically by utilizing two-dimensional (2D) TM- wave finite difference time-domain (FDTD) method. In this letter, we used a flmdamental mode Gaussian beam to induce evanescent field, and calculated the electric intensity. The results show that compared with the nonmetal probe, the metal probe has a larger field enhancement effect, and its scattering wave induced by field enhancement has a bigger decay coefficient. The field enhancement effect should conclude that the metal probe has an important application in nanolithography.  相似文献   

15.
The isotropic-like fishnet metamaterial with an array of cross-shaped holes penetrating through the multiple layers has been numerically studied in the terahertz regime. Its left-handed properties are described by the retrieved effect media parameters and validated by the simulation of a wedge-shaped model. The influences of the various geometrical parameters on the electromagnetic response and the left-handed performance are investigated. This isotropic-like fishnet metamaterial has the advantage of lower losses and higher transmission and holds potential for further applications at higher frequencies.  相似文献   

16.
Y He  S He  X Yang 《Optics letters》2012,37(14):2907-2909
Nanoscale slot waveguides of hyperbolic metamaterials are proposed and demonstrated for achieving large optical field enhancement. The dependence of the enhanced electric field within the air slot on waveguide mode coupling and permittivity tensors of hyperbolic metamaterials is analyzed both numerically and analytically. Optical intensity in the metamaterial slot waveguide can be more than 25 times stronger than that in a conventional silicon slot waveguide, due to tight optical mode confinement enabled by the ultrahigh refractive indices supported in hyperbolic metamaterials. The electric field enhancement effects are also verified with the realistic metal-dielectric multilayer waveguide structure.  相似文献   

17.
Webb KJ  Li JH 《Optics letters》2006,31(22):3348-3350
It is shown that a waveguide mode, which exists between metal dimer particles and does not cut off, produces an enhanced electric field and hence a mechanism for surface-enhanced Raman scattering. Structures can thus be designed that provide large average field enhancement over significant length scales.  相似文献   

18.
In this paper, we design resonant reflection grating filters employing the second diffracted orders as the leaky modes, then analyze the bandwidth of the reflection peak and the electric field distributions inside the waveguide under resonance. The numeric calculation confirms that ultra-narrow resonant reflection peaks can be observed in these structures. At the same time, strong electric field enhancement appears under resonance. It provides a new approach to diversify the resonant reflection filters and may open a new way to the realization of ultra-narrow bandwidth filters.  相似文献   

19.
We present a numerical study of left-handed metamaterials (LHMs) composed of double cross pairs at visible frequency. The S-parameter retrieval method is adopted to confirm the negative refractive characteristic of this design. Compared with fishnet LHMs~ the proposed cross LHMs have a much lower loss, which will greatly facilitate practical applications. It is also found that, with the same size of resonant cells, the cross LHMs have a higher frequency than fishnet LHMs, which is explained using a simple effective LC circuit model.  相似文献   

20.
The propagating characteristics of surface mode supported by an asymmetrical three-layer waveguide containing left-hand materials are studied in detail. The forward and the backward surface modes have been identified respectively through the slope of dispersion curve and the total energy flux of the structure. Research shows that anti-symmetry mode corresponds to forward surface wave. Furthermore, to symmetry mode, the type of surface mode depends on the distribution of the electric field in the left-handed layer. It is found that, the conversion between backward surface wave and forward surface wave is realizable by varying the thickness of the left-handed layer and the permittivity of the substrate.  相似文献   

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