基于表面等離子激元的納米光子器件的特性研究.pdf

1、光子集成線路具有速度高、功耗低的優(yōu)點，極有可能成為下一代超大規(guī)模集成線路的主流。無論是傳統(tǒng)光波導還是光子晶體器件，由于受到光的衍射極限的限制，單個元件始終局限在光波長量級，不利于超大規(guī)模的集成。因此，如何在亞波長，也就是納米量級尺度下局域和操縱光能量吸引了廣泛的興趣和研究。表面等離子激元，作為一種金屬表面的電子集體激發(fā)效應，可以支持金屬與介質界面長程傳輸?shù)谋砻娴入x子波，從而傳輸光能量，而不受衍射極限的限制。正因為表面等離子激元這種獨特的

2、性質，其將在納米量級操縱光能量發(fā)揮重要的作用，如今已經(jīng)產(chǎn)生了表面等離子激元光學這一子學科，科學家們對此進行了廣泛的研究，提出了各種的器件與機理。 1.在分析金屬—介質—金屬納米通道色散關系的基礎上，用時域有限差分法分析了金屬—介質—金屬納米通道鋸齒狀結構的透射性質以及光場分布，首次提出了單個的鋸齒結構具有兩個阻止表面等離子波的模式，而耦合的多鋸齒結構則具有矩形全截止帶，并且研究了這一現(xiàn)象的物理機制。 2.提出并研究了T型

3、納米光子共振表面等離子下載器的結構和研究了其性質。若固定矩形諧振環(huán)的形狀而改變下載端的耦合臂長，則在不同的耦合臂長下，共振波長基本保持一致，共振時下載端可實現(xiàn)不同的輸出比率，但耦合臂較短的時候，損耗較大。因周長不變的情況下，共振波長基本保持不變。在此矩形諧振環(huán)的周長不變條件下，改變其形狀，即改變矩形的長寬比，能實現(xiàn)比較寬范圍的能量輸出比率。當使用其整條邊作為下載端的耦合臂時，可實現(xiàn)包括等分和下載端全輸出等的能量輸出比。此方案整體損耗較小