论文部分内容阅读
光子晶体光纤作为一种新型光纤类型，拥有灵活的设计结构及色散特性，使其在光纤光学，非线性光学等领域吸引了广泛的研究兴趣。而金属与介质界面处发生的表面等离子体共振现象在金属光学，生化传感器，非线性光学及微纳光电器件等领域展现了极大的研究应用前景。光纤作为一种波导结构，与金属结合产生的现象具有极高的研究价值。本文正是在这种背景条件下提出，通过金属与光子晶体光纤的相互结合，研究在光子晶体光纤中产生表面等离子体激元的物理机理，以及光纤结构对表面等离子体激元的影响，为未来探索光纤表面等离子体的应用打下基础。主要研究内容如下: 首先，本文介绍了光子晶体光纤，以及表面等离子体共振现象的发展与现状，并探讨了光子晶体光纤内表面等离子体现象的研究进展。 其次，研究光子晶体光纤光传输特性的波导理论，以及对表面等离子体共振的机理进行系统的探讨。 再次，利用有限元法作为模拟手段，设计对称空气孔填充金银合金的传统石英六角晶格光子晶体光纤，探究不同金银合金比例下的光纤偏振特性，并通过介电函数解释了这一现象。 最后，设计了一种椭圆芯D型光子晶体光纤，在抛光的平面上镀一层金膜，以利用纤芯泄露出的光场能量激发表面等离子体波。探究了这种结构作为生化传感器工作在探测上限时的影响因素。