完全没有电子围绕的等离子体如何发光

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指导小组成员名单 曰牛芈曾# 教授 浨国峰 研究员 李越生 教授 表面等离子体晶体在半导体发光器件中的应用 摘要 本论文对表面等离子体这一物理现象的性质进行了论述这种現象被 认为是光与导体表面的电子相互作用产生的。本文介绍了研究这种现象的 主要方法特别是对金属膜上亚波长周期性结构的透射增強现象进行了深 入的探讨,同时也为将该结构应用于半导体发光器件做了大量的研究工 作,论文的主要工作和研究成果如下: 首先本攵分析了980nm波长的光在透过制作在金膜上亚波长周期性 孔阵的透射情况,该孔阵为中心带缺陷孔的三角晶格孔阵孔阵中的孔均 为圆柱形空氣孔。通过三维时域有限差分方法进行分析表明调整孔阵周 期和两种空气孔的孔径,可以对特定波长的入射光实现透射增强这种增 强現象可以用表面等离子体效应解释。当孔阵周期为450nm中心缺陷孔 具有明显的透射增强效应,并且远场(距表面3微米)光斑尺寸被局限在 亚波长呎度(880nm) 本论文还阐述了在垂直腔面发射激光器(VCSEL)的基础上制作表面 等离子体晶体调制增强的激光器的方法,从理论设计、工艺制作等方面对 集成有亚波长周期性孔阵的底发射VCSEL器件制作进行了研究并分析 了在制备过程中的一些关键工艺。 通过使用聚焦离子束设备我们在溅射於二氧化硅介质层的金膜上成 功研制了与设计尺寸一致的孔阵,这种孔阵可以集成在980nm垂直腔面发 射激光器上用于改善器件的远场光学特性。 关键词:激光器表面等离子体光子学,亚波长周期性孔阵透射增 强效应,三维时域有限差分方法聚焦离子束 RESEARCHONAPPLICAnONOFSURFACEPLASMON DEVICE CRYSTALINSEMICONDUCTORLIGHT-EMITrING

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