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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 62 毫秒
1.
研究了一种石墨烯-V型槽混杂等离激元波导,分析了系统几何参数和石墨烯化学势对该混杂结构所支持的基态混杂等离激元模式特性的影响。通过增加凹槽尺寸和减小石墨烯化学势可以有效地压缩混杂模式的有效面积,与无凹槽结构相比,所提结构的有效模场面积降低了2个数量级,虽然其传输距离变短,但是品质因子(FoM)提高了34.5%~88.5%。分析了2个并排放置的石墨烯-V型槽混杂等离激元波导之间的串扰,通过优化几何尺寸和调节石墨烯化学势,两波导之间无串扰的最小距离可以减小到22μm。本研究将为动态可调的太赫兹亚波长波导的研制和性能优化提供理论参考。  相似文献   

2.
提出一种由石墨烯包裹的纳米线和石墨烯层构成的石墨烯间隙波导结构,并采用有限元方法对基模传输特性及其与结构参数、材料参数等的关系进行了详细研究。结果表明:纳米线半径、间隙距离、纳米线介电常数和石墨烯化学势均对模式传输特性有很大影响。通过优化参数,这种结构可以同时实现石墨烯等离激元的长距离传输和模场的深度亚波长约束。采用石墨烯等离激元实现中红外波的深亚波长传输为突破衍射极限光子器件的设计及高密度集成提供了理论基础和指导。  相似文献   

3.
王培培  杨超杰  李洁  唐鹏  林峰  朱星 《物理学报》2013,62(16):167302-167302
金属薄膜上制备的表面等离激元颜色滤波器具有很强的颜色可调性. 在200 nm厚的金膜上, 通过聚焦离子束刻蚀, 制备一系列周期逐渐变化的圆形、方形、矩形亚波长尺寸小孔方阵列表面等离激元颜色滤波器, 改变入射光的偏振方向, 观察其超透射滤波现象. 研究发现: 对于矩形小孔阵列, 其透射光颜色随入射光偏振方向的变化而改变; 而对于圆形、方形的小孔阵列, 其透射光颜色对入射光的偏振方向并不敏感. 分析表明, 对于金膜上刻蚀的小孔结构, 虽然结构的周期性导致的表面等离激元极化子会对透射光的颜色变化产生一定影响, 但是随小孔形状变化的局域表面等离激元共振才是影响透射光颜色的决定性因素. 如果入射光没有在小孔中激发出局域表面等离激元, 则表面等离激元极化子对透射光的影响也会消失. 根据不同形状小孔周期结构透射光颜色随入射光的偏振变化特点, 制备出了包含两种小孔形状的复合周期结构. 随着入射光偏振方向的改变, 该结构会显示出不同的颜色图案. 关键词: 表面等离激元极化子 局域表面等离激元 颜色滤波器 亚波长小孔阵列  相似文献   

4.
李伟军  向东 《发光学报》2013,34(12):1657-1661
运用时域有限差分(FDTD)方法数值研究了一种亚波长之字形金属-绝缘体-金属(MIM)等离子波导结构的传输属性。之字形波导在连续两个拐角可向外延伸出1~4个短切口。每个切口独立构成一个谐振腔,谐振波长近似与切口深度成线性正比,而与切口方向无关。当任意一个切口满足谐振条件时,该波导结构在对应波长的透射率均趋近于0。随着同深度切口数目的增加,禁带波长区域逐渐展宽,形成一个良好的宽带滤波器。  相似文献   

5.
张志东  赵亚男  卢东  熊祖洪  张中月 《物理学报》2012,61(18):187301-187301
设计了一个基于圆弧谐振腔的金属-介质-金属波导滤波器, 并应用时域有限差分算法数值研究了它的传播特性. 结果发现, 在透射光谱中出现了明显的透射峰. 分析表明, 该透射峰是由表面等离极化激元在圆弧腔中的谐振所导致. 我们还研究了圆弧谐振腔的结构参数及其弯曲方向对其传播特性的影响. 此外, 该结构还可以用作一种光分路器, 实现滤波与分路的双重功能.  相似文献   

6.
胡昌宝  许吉  丁剑平 《物理学报》2016,65(13):137301-137301
本文提出了一种亚波长聚焦的表面等离激元透镜,该透镜由二氧化硅填充金膜纳米狭缝阵列组成,金膜的出射表面为二次柱面.表面等离激元在狭缝入口处激发并沿狭缝传输,在狭缝出口转变为带有一定相位延迟的自由空间传播的光波.通过对透镜结构参数的控制,可以调节来自各狭缝的光波间的相对相位,使它们在设定的焦点处进行相长干涉,从而实现聚焦效果.本文用时域有限差分法数值计算了二次柱面等离激元透镜的聚焦特性.数值模拟结果表明,所设计的孔径为2μm的透镜,能够实现微米级焦距和焦深、且焦斑半高宽低至0.4倍波长的亚波长聚焦.该表面等离激元透镜结构简单紧凑、尺寸小,有利于光子器件的集成,在集成光学、光学微操纵、超分辩率成像、光存储、生化传感等相关领域有潜在的应用价值.  相似文献   

7.
研究了紫外表面等离激元在半导体纳米线-绝缘介质-金属构成的波导结构中的输运问题,借助有限元方法,对这种波导所支持导模的电磁能分布、有效折射率、传播长度和有效模场面积随电磁参数和几何结构参数的依赖关系进行了分析.计算结果表明:以氧化锌纳米线作为增益介质,绝缘材料选择折射率小的空气,金属选择铝能够实现对输出光场的亚波长约束,有效模场面积达到λ2/100,同时保持低的传输损耗和高场强限制能力;有望用作纳米光源,使得相关的生物探测器件和医疗诊断设备实现更高的灵敏度和更小的体积.  相似文献   

8.
邵磊  阮琦锋  王建方  林海青 《物理》2014,(5):290-298
局域表面等离激元使得贵金属纳米颗粒具有丰富的光学性质,其应用涵盖能源、生物医学、安全、信息、超材料等诸多领域。文章简要介绍局域表面等离激元的基本性质、贵金属纳米结构中的局域表面等离激元共振耦合以及具有局域表面等离激元特性的贵金属纳米结构的一些重要应用。  相似文献   

9.
邵磊  阮琦锋  王建方  林海青 《物理》2014,43(05):290-298
局域表面等离激元使得贵金属纳米颗粒具有丰富的光学性质,其应用涵盖能源、生物医学、安全、信息、超材料等诸多领域。文章简要介绍局域表面等离激元的基本性质、贵金属纳米结构中的局域表面等离激元共振耦合以及具有局域表面等离激元特性的贵金属纳米结构的一些重要应用。  相似文献   

10.
王文慧  张孬 《物理学报》2018,67(24):247302-247302
金属纳米结构的表面等离激元可以突破光学衍射极限,为光子器件的微型化和集成光学芯片的实现奠定基础.基于表面等离激元的各种基本光学元件已经研制出来.然而,由于金属结构的固有欧姆损耗以及向衬底的辐射损耗等,表面等离激元的传输能量损耗较大,极大地制约了其在纳米光子器件和回路中的应用.研究能量损耗的影响因素以及如何有效降低能量损耗对未来光子器件的实际应用具有重要意义.本文从纳米线表面等离激元的基本模式出发,介绍了它在不同条件下的场分布和传输特性,在此基础上着重讨论纳米线表面等离激元传输损耗的影响因素和测量方法以及目前常用的降低传输损耗的思路.最后给出总结以及如何进一步降低能量损耗方法的展望.表面等离激元能量损耗的相关研究对于纳米光子器件的设计和集成光子回路的构建有着重要作用.  相似文献   

11.
Plasmonic waveguides and conventional dielectric waveguides have favorable characteristics in photonic integrated circuits. Typically, plasmonic waveguides can provide subwavelength mode confinement, as shown by their small mode area, whereas conventional dielectric waveguides guide light with low loss, as shown by their long propagation length. However, the simultaneous achievement of subwavelength mode confinement and low-loss propagation remains limited. In this paper, we propose a novel design of an alldielectric bowtie waveguide, which simultaneously exhibits both subwavelength mode confinement and theoretically lossless propagation. Contrary to traditional dielectric waveguides, where the guidance of light is based on total internal reflection, the principle of the all-dielectric bowtie waveguide is based on the combined use of the conservation of the normal component of the electric displacement and the tangential component of the electric field, such that it can achieve a mode area comparable to its plasmonic counterparts. The mode distribution in the all-dielectric bowtie waveguide can be precisely controlled by manipulating the geometric design. Our work shows that it is possible to achieve extreme light confinement by using dielectric instead of lossy metals.  相似文献   

12.
Plasmonics is a rapidly developing field concerning light manipulation at the nanoscale with many potential applications, of which plasmonic circuits are promising for future information technology. Plasmonic waveguides are fundamental elements for constructing plasmonic integrated circuits. Among the proposed different plasmonic waveguides, metallic nanowires have drawn much attention due to the highly confined electromagnetic waves and relatively low propagation loss. Here we review the recent research progress in the waveguiding characteristics of metallic nanowires and nanowire-based nanophotonic devices. Plasmon modes of both cylindrical and pentagonal metallic nanowires with and without substrate are discussed. Typical methods for exciting and detecting the plasmons in metallic nanowires are briefly summarized. Because of the multimode characteristic, the plasmon propagation and emission in the nanowire have many unique properties, benefiting the design of plasmonic devices. A few nanowire-based devices are highlighted, including quarter-wave plate, Fabry-Prot resonator, router and logic gates.  相似文献   

13.
The extraordinary light transmission through a 200-nm thick gold film when passing through different subwavelength hole arrays is observed experimentally. The sample is fabricated by electron beam lithography and reactive ion etching system. A comparison between light transmissions shows that the hole shape changing from rectangular to diamond strongly affects the transmission intensity although both structures possess the same lattice constant of 600,nm. Moreover, the position of the transmission maximum undergoes a spectral red-shift of about 63,nm. Numerical simulations by using a transfer matrix method reproduce the observed transmission spectrum quite well.  相似文献   

14.
陈建军  李智  龚旗煌 《中国物理 B》2009,18(8):3535-3541
Long-range surface plasmon polariton (LRSPP) modes in an asymmetrical system, in which the thin metal film is sandwiched between a semi-infinite substrate and a high permittivity polymer film with a finite thickness, are theoretically calculated and analyzed. Due to the high permittivity of the polymer film, at proper polymer film thicknesses, the index-matching condition of the dielectrics at both sides of the metal can be satisfied for supporting LRSPP modes, and the electromagnetic field above the metal can be localized well. It is found that these LRSPP modes have both long propagation lengths and subwavelength mode expansion above the metal at the optimal polymer film thicknesses. Furthermore, the requirements on the refractive index and the thickness of the polymer film to support LRSPP modes at the optimal thicknesses are found to be not critical.  相似文献   

15.
黄洪  赵青  焦蛟  梁高峰  黄小平 《物理学报》2013,62(13):135201-135201
本文提出了一种新颖的基于半导体纳米线/空气间隙/金属薄膜 复合结构的表面等离子体纳米激光器, 并给出了理论研究和仿真分析. 这种结构通过金属界面的表面等离子体模式与高增益介质纳米线波导模式耦合, 从而使场增强效应得到显著提高. 同时通过数值仿真研究, 得到该混合波导结构的模式特性和增益阈值随空气槽宽度、纳米线半径的变化规律, 表明它可以实现对输出光场的深亚波长约束, 同时保持低损耗传输和高场强限制能力. 通过最优化选择, 最终得到纳米等离子体激光器的最优结构尺寸. 关键词: 表面等离子体 混合等离子体波导 纳米激光器  相似文献   

16.
李敏  张志友  石莎  杜惊雷 《物理学报》2010,59(2):958-963
提出同时优化亚波长金属透镜结构凹槽宽度和深度,以改善亚波长金属透镜的聚焦特性.基于有限时域差分法,详细研究了凹槽宽度和深度变化对其焦斑的峰值半宽、焦斑强度、归一化聚焦效率以及焦距的影响.通过探讨金属透镜的聚焦规律及其物理机理,给出了金属透镜的优化设计方法,为利用金属透镜实现光波的纳米聚焦及灵活操控提供了理论基础.  相似文献   

17.
表面等离子体亚波长光学前沿进展   总被引:2,自引:0,他引:2  
张斗国  王沛  焦小瑾  唐麟  鲁拥华  明海 《物理》2005,34(7):508-512
目前表面等离子体激元(surface plasmon polaritons,SPPs)在光存储、光激发、显微术以及生物光子学等领域中的应用前景受到了广泛的关注.文章介绍了SPPs的基本性质和表面等离子体亚波长光学(surface plasmons subwavelength optics)研究中的热点问题及发展方向.  相似文献   

18.
由于光存在衍射极限,因此传统方法不能实现亚波长尺度下的激光激射.为了打破这一衍射极限,本文设计了金属-介电层-半导体堆叠结构来实现深亚波长尺度下的激光激射,并讨论了相关结构对模式传播的影响.结构设计上,采用低介电常数金属银作为衬底、10?nm厚的LiF作为介电层、具有六边形截面的半导体纳米线ZnO作为高介电常数层,采用...  相似文献   

19.
王本立  梁涵  李家方 《中国物理 B》2017,26(11):114103-114103
The propagation length of surface plasmon polaritons(SPPs) is intrinsically limited by the metallic ohmic loss that is enhanced by the strongly confined electromagnetic field. In this paper, we propose a new class of hybrid plasmonic waveguides(HPWs) that can support long-range SPP propagation while keeping subwavelength optical field confinement. It is shown that the coupling between the waveguides can be well tuned by simply varying the structural parameters. Compared with conventional HPWs, a larger propagation length as well as a better optical field confinement can be simultaneously realized. The proposed structure with better optical performance can be useful for future photonic device design and optical integration research.  相似文献   

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