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本论文首次考虑了高透过率的超传输和表面波倍频的位相匹配问题,并在同一金属薄膜实现双波长超传输现象和倍频过程的位相匹配。
在具体项目中,本文采用了20nm的超薄金属薄膜来产生长程表面等离子波,使得倍频效应的作用过程增加至毫米量级,大大提高了其转换效率。通过计算机模拟,设计出满足1550nm波长基频光的二阶倍频效应的双周期结构,其中关于基频和倍频光得超传输的位相匹配条件,用一个周期来同时满足。而满足倍频效应位相匹配的周期大小是满足超传输匹配的周期大小的44倍,本文就通过周期性改变小周期的凹槽宽度来组成大周期。同时,本文也研究了金属膜的周期、膜厚与表面等离子波的激起条件、二阶倍频效应的转换效率以及耦合效率之间的关系,最后得到的二阶倍频转换效率可以提高约105倍。最后,设计出波长转换器的具体构架并考虑了样品具体的制作过程。限于实验设备不完善,具体的实验样品仍在制备当中。