【摘 要】
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光电集成是科技发展的必然趋势,但是光子和电子回路的尺寸不是一个量级的,根本无法兼容。传统光学器件最小尺寸只能到微米量级,而电子器件已经可以达到纳米量级,所以纳米光学
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光电集成是科技发展的必然趋势,但是光子和电子回路的尺寸不是一个量级的,根本无法兼容。传统光学器件最小尺寸只能到微米量级,而电子器件已经可以达到纳米量级,所以纳米光学器件就成为一个改变历史的重要研究项目。这将决定着能否实现光电集成的小型化、集成化,也就是纳米光电集成。表面等离激元可以把电磁能局域在一定区域范围内,具有很强的局域场增强效应,从而可以突破衍射极限,将光子器件的尺寸缩小到纳米量级,实现纳米光电集成,这将推进科技发展进入到崭新的时期。光波导是光子回路中非常重要的组成部分,也是光电集成的核心研究内容。本文主要对金属纳米光波导进行了模式分析,计算了传播距离、模式面积,并且分析了波导中的光学力等光学性质。第一章介绍了课题研究的相关背景、基本理论以及研究意义。第二章讨论了具有优良特性的混合波导结构,这种波导可以实现较长的传播距离,并且模式面积也较小,也就是电磁场的局域性很强,能量损失也较小。第三章是在混合波导的基础上提出了一种改进的混合波导模型。通过改变原来混合波导模型的几何结构,实现调控波导的光学性质；也探索了将这种波导结构应用到可调控的纳米光镊中。第四章提出了一系列金属纳米线加基底波导模型,并且进行了模式分析,计算了传播距离、模式面积以及波导中的光学力等光学性质。对于实现高精度、可调控、易操作的纳米光镊的构建提供一个有意义的理论模型。第五章是对课题研究的总结以及对未来研究的展望。
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