光子系统中耦合模理论的开拓研究及其在等离子光导系统中的应用

随着新型导波机制和结构的出现，现有耦合模理论和传统处理方案在新型光导系统的应用中面临挑战，而其中导模与辐射模的耦合问题尤为突出。.本项目拟以表面等离子激元圆波导介质栅和金属栅的研究为突破口，提出复耦合模理论。借助新的闭波导等效模型、漏模近似和复模展开的新方案，克服辐射模求解及正交归一化的困扰，得以在复域以相类似的方式处理导模间、导模与辐射模间的耦合。另外，对金属纳米微粒阵列，拟尝试用谐振模耦合的新观点，研究金属纳米微粒的谐振模型和微粒间的耦合模型，用时域耦合模理论加以简洁而直观的分析。.通过研究上述两类典型问题，概括耦合模理论应用于新型光导系统的行之有效的途径和措施，如模式的正交归一化模型、耦合系数的推求，耦合模方程的变换和求解等，为耦合模理论的延拓应用提供理论依据；总结周期等离子波导中模式耦合的特性和规律，为利用该结构实现亚波长上光的注入、传输和输出这一课题的深入研究和广泛应用奠定基础。