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本文主要研究表面等离子体飞秒脉冲在传输过程中,其脉冲波形在不同条件下的展宽及压缩情况。重点讨论群速度色散,损耗色散对脉冲波形的影响,通过两种因素的相互抵消获得表面等离子飞秒脉冲在传播过程中波形不变的条件。最后加入光学非线性的影响,利用光学非线性来调整脉冲波形的展宽和压缩。 文中首先从麦克斯韦方程出发推导出表面等离子体波在金属与非线性介质结构中的色散关系,并分析了不同因素对色散关系的影响。然后以色散关系为基础,通过表面等离子体飞秒脉冲在传播过程中频谱的变化,计算了脉冲波形的展宽和压缩。通过观察分析计算结果,我们得到了使脉冲波形在传播过程中保持不变的条件。 而后我们调整思路,加入光学非线性对表面等离子体激元的影响,用有限时域差分方法计算高峰值强度的表面等离子体飞秒脉冲在光学非线性的作用下,其波形的展宽和压缩,讨论了如何利用光学非线性控制波形变化;另外,我们还发现了表面等离子体波飞秒脉冲在波形压缩时,脉冲的峰值强度也有较大的提高,这说明了我们可以利用光学非线性效应,“正反馈”式的提高飞秒脉冲的峰值强度。 本文从两个角度分析表面等离子体飞秒脉冲的传输,通过文中的论述我们可以明确获得使脉冲波形不变的条件,以及如何改变波形和脉冲峰值强度的方法。这些研究结果对表面等离子体飞秒脉冲在信息传播方面的应用以及表面等离子体激元在光学非线性领域的研究都有着重要意义。