利用啁啾飞秒激光脉冲调控金薄膜中传输表面等离激元的群延迟色散

作     者：宋寒冰 郎鹏 季博宇 徐洋 宋晓伟 林景全 Song Han-Bing;Lang Peng;Ji Bo-Yu;Xu Yang;Song Xiao-Wei;Lin Jing-Quan

作者机构：长春理工大学物理学院超快与极紫外光学重点实验室长春130022 长春理工大学重庆研究院重庆401135 长春理工大学中山研究院中山528400 

基　　金：科技部重点研发计划(批准号:2022YFA1604304,2022YFA1604303) 国家自然科学基金(批准号:12374341,62005022,12004052) 吉林省科技厅基金(批准号:20230508143RC) 中国“111”计划(批准号:D17017) 重庆市自然科学基金(批准号:CSTB2023NSCQMSX1026,CSTB2023NSCQ-MSX0302,CSTB2023NSCQ-MSX0708) 国家资助博士后研究人员计划(批准号:GZC20232234)资助的课题 

出 版 物：《物理学报》 (Acta Physica Sinica)

年 卷 期：2024年第73卷第17期

页      码：248-257页

摘      要：准确评估与灵活调控表面等离激元(surface plasmon polaritons,SPP)的传输特性对基于等离激元效应设计的高速-小型化器件具有重要意义.本文从理论上推导了SPP在不同厚度金膜表面传播的群速度色散.当金膜厚度小于40 nm时,随着膜厚度的增大,SPP的群速度色散显著减小;金膜厚度为40-60 nm时,SPP的群速度色散下降趋势变缓,并在厚度大于60 nm后保持恒定.利用时域有限差分方法,数值模拟了不同传播距离下SPP的电场时间演化.通过比较不同传输距离下SPP近场强度与入射光色散量的关系确定SPP的群速度色散,并得到接近理论推导的结果,进而提出利用负啁啾脉冲激发SPP来补偿传输中产生的群延迟色散,实现不同传输距离SPP场振幅、脉宽的调控.此外,利用定制的SPP激发金属纳米天线,通过调控入射脉冲色散量与SPP在金膜中传播产生群延迟色散的传播特性相结合的手段,实现在纳米信号接收器中热点位置的fs时间灵活时空相干控制.这对于利用等离激元效应设计和控制微型片上集成系统具有重要意义.

主 题 词：传输表面等离激元 飞秒激光脉冲 群速度色散 群延迟色散 

学科分类：080901[080901] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 080401[080401] 0804[工学-材料学] 0803[工学-仪器类] 

核心收录：

D　O　I：10.7498/aps.73.20240973

馆 藏 号：203141343...