光學(xué)暗態(tài)及其對亞波長波導(dǎo)傳輸特性的調(diào)制.pdf

1、金屬—介質(zhì)—金屬（Metal-Dielectric-Metal，MDM）表面等離激元（Surface Plasmon Polaritons，SPPs）波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中光的傳播及耦合特性已經(jīng)得到了廣泛研究，因其能夠有效突破光學(xué)衍射極限的束縛，能將光場束縛在納米尺度并進(jìn)行靈活可控地傳輸調(diào)控，因而廣泛應(yīng)用于微鈉光學(xué)領(lǐng)域。正因為表面等離激元對光在納米尺度或深亞波長尺度上的束縛和操控能力，我們可以利用基于SPP的等離子波導(dǎo)系統(tǒng)中模擬實現(xiàn)很多原子系統(tǒng)中的

2、特殊光調(diào)控效應(yīng)，比較重要的是電磁誘導(dǎo)透明（Electromagnetically Induced Transparency，EIT）和Fano共振等。本文針對以上特點，結(jié)合理論分析及數(shù)值電磁仿真，從光學(xué)明態(tài)和暗態(tài)及其相互作用的角度研究光在表面等離子波導(dǎo)系統(tǒng)中的傳輸特性及其調(diào)控機(jī)理和手段。
　　首先，針對MDM波導(dǎo)中傳輸SPP波的相關(guān)特點以及諧振腔模式耦合特性，系統(tǒng)地分析了光學(xué)明態(tài)，尤其是光學(xué)暗態(tài)以及它們之間的相互作用在MDM波導(dǎo)系

3、統(tǒng)中對透射譜的調(diào)控。結(jié)果表明光學(xué)暗態(tài)在不同作用方式下能夠顯著地調(diào)節(jié)透射譜線形，形成類似于EIT的等離子誘導(dǎo)透明（Plasmon Induced Transparency，PIT）現(xiàn)象。
　　針對多模耦合共振系統(tǒng)，我們使用時域耦合模理論(Temporal Coupled Mode Theory，TCMT)分析了正交和非正交模式對MDM波導(dǎo)透射譜的調(diào)制情況。理論和數(shù)值結(jié)果表明存在正交模式的共振系統(tǒng)的透射譜迥異于非正交模式的情形。當(dāng)兩個

4、正交模式的頻率差減小到特定閾值以下，就會形成全透特性，因此可以說這兩個模式對于波導(dǎo)系統(tǒng)來說都是不可見的?；谟邢拊椒ǖ娜〝?shù)值模擬結(jié)果能夠有效地與理論分析吻合。
　　此外，針對多模（多腔）耦合共振系統(tǒng)的周期性MDM波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，提出結(jié)合時域耦合模理論和傳輸矩陣方法，研究了由多重Bragg反射引起的Bragg帶隙和局域共振態(tài)形成的“極化子”（Polariton）帶隙，以及兩者相互作用對波導(dǎo)透射譜的調(diào)制特性。結(jié)果表明不同的周期長度引起的