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新型磁光器件的基础研究

作　者: 金亿昌
导　师: 江晓清
学　校: 浙江大学
专　业: 微电子与固体电子学
关键词: 磁光效应磁光器件磁光材料非互易特性集成光学
分类号: TN929.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
下　载: 45次
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内容摘要

磁光器件,特别是磁光器件的非互易特性,在光通信系统中和集成光学领域发挥着不可或缺的作用。随着光通信技术日益发展对各式器件提出更高的要求,磁光器件也在朝着小型化、集成化、智能化和功能化的方向不断地发展.基于上述思想,本文的目的在于：基于磁光效应相关特性,研究了若干新型磁光器件结构,具体如下：1.从磁光效应的宏观理论出发,阐述了磁光效应对材料光学物理特性磁导率μ、介电常数ε、电导率σ的影响。结合麦克斯韦方程组,简要分析了磁光效应能打破电磁波传输洛仑兹互易定理的原因,给出了在波导分析中经常用到的微扰理论分析公式。介绍了几种最为常见的磁光材料,并且对未来磁光材料的发展进行了探索。2.分析了一种基于金属表面等离子波的磁光波导结构。该结构利用了SPPs对光场亚波长限制性以及它对周边介质光电物理特性的强敏感性,并利用缓冲层形成金属表面等离子波的混合模式降低了传播损耗,实现了此磁光波导结构有较高NRPS、长传播距离、强模式限制性的特点。3.分析了一种多环串联型微环隔离器。在该结构中,我们利用多跑道环串联结构,从工艺上解决了磁场施加制作的难题。同时通过多环串联产生的平顶效应,保证了隔离器有小尺寸、高隔离度的特点,且能实现更宽隔离谱。4.本文还对二维波导中理想导体边界条件进行了分析。在该分析方法中,我们将二维的良导体近似为理想边界,分析了有此类边界的波导结构,并与其他文献不同分析方法做比较,证明了其可行性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-22
  1.1 引言  9-10
  1.2 磁光器件的国内外研究现状  10-11
  1.3 磁光器件的应用  11-15
    1.3.1 磁光隔离器  11-13
    1.3.2 旋光器  13-14
    1.3.3 磁光存储器  14
    1.3.4 磁光传感器  14-15
  1.4 磁光器件未来的发展方向  15
  1.5 本论文的研究内容与主要目的  15-17
  1.6 参考文献  17-22
第2章磁光效应及磁光材料  22-41
  2.1 磁光效应  22-28
    2.1.1 法拉第效应  22-25
    2.1.2 磁光克尔效应(MOKE)  25-26
    2.1.3 磁线振双折射和磁线振二向色性  26-27
    2.1.4 塞曼效应  27
    2.1.5 磁激发光散射  27-28
  2.2 磁光效应实现非互易的原理  28-29
  2.3 磁光材料  29-36
    2.3.1 钇铁石榴石  30-32
    2.3.2 稀磁半导体  32-33
    2.3.3 磁光玻璃  33
    2.3.4 新型磁光材料探索  33-36
  2.4 本章小结  36-38
  2.5 参考文献  38-41
第3章基于金属表面等离子波的磁光波导  41-52
  3.1 引言  41-43
  3.2 基于SPPs的对称型磁光波导模型  43-44
  3.3 设计分析、计算和讨论  44-49
  3.4 本章小结  49-50
  3.5 参考文献  50-52
第4章多环串联型微环隔离器  52-65
  4.1 引言  52-53
  4.2 微环隔离器基本器件分析  53-59
  4.3 多跑道环串联型微环隔离器  59-62
  4.4 本章小结  62-64
  4.5 参考文献  64-65
第5章波导理想导体边界条件分析  65-75
  5.1 理想导体边界条件  65-67
  5.2 二维导体材料石墨烯  67-68
  5.3 石墨烯作为理想边界的光波导设计  68-72
  5.4 本章小结  72-73
  5.5 参考文献  73-75
第6章总结与展望  75-77
攻读硕士学位期间所取得的研究成果  77-78
致谢  78

新型磁光器件的基础研究

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