摘要：在亚波长光学集成中,波导中表面等离子体传输模式的激发是一个重要的问题。利用表面全息法设计结构,并对表面等离子体波进行整形。将平面等离子体波匹配到双线波导中的对称和反对称模式,从而实现波导中两种模式的有效激发。利用时域有限差分法对设计结构进行验证,发现双线波导中两种模式能够有效激发。对结构参数进行优化,对称与反对称模式的激发效率分别达到8.7%和10.8%。

摘要：设计了一种由双平行圆柱形纳米棒构成的金属-介质-金属(MDM)型等离子体波导,采用时域有限差分方法(FDTD)分析了波导结构的传输特性。当光波垂直主轴入射时,电磁场被很好地局限在两纳米棒所形成的中间区域以及介质层中,从而在该波导中能够有效地耦合电磁场能量。在工作波长为1 550 nm的情况下,随着内层金属芯半径的增大,有效折射率减小,传播距离增大;而中间介质层厚度增大时,有效折射率增大,传播距离减小。当外层金属壳厚为20 nm时,电场可以很好地被限制在纳米棒的介质层内。上述结果表明:通过调整波导结构的几何参数可以显著提高金属纳米棒的场限制,降低波导本身的损耗,使波导的有效折射率和传播长度达到最优化。这种等离子体波导能够实现亚波长的光限制,可以应用于光子器件集成和传感器领域。

摘要：设计了一种介质加载石墨烯等离子体波导,研究了不同结构尺寸的波导模场分布及传输特性。仿真结果表明,当石墨烯的化学势为0.7eV、波导脊宽度和脊高度均为1000nm时,介质加载石墨烯等离子体波导的模式宽度达到最小值1.55μm,传播长度达到43.47mm。该介质加载石墨烯等离子体波导不仅可以满足波导设计的要求,也为纳米器件的长距离传输提供了可能。

摘要：为了降低功耗、实现超快速响应,设计了一种基于双矩形腔边耦合等离子体波导系统,并研究了其等离子体诱导透明效应.采用光学Kerr效应超快调控石墨烯-Ag复合材料波导结构,实现1 ps量级的超快响应时间.动态调控等离子体波导的传输相移,当泵浦光强为5.83 MW/cm^2时,等离子体诱导透明系统能够实现透射光谱π相移,这是因为基于石墨烯-Ag复合材料结构等离子体波导具有大的等效光学Kerr非线性系数,表面等离子体激元局域光场和等离子体诱导透明效应慢光对光学Kerr效应产生了协同增强作用,大大降低了系统获得透射光谱π相移的泵浦光强.等离子体诱导透明效应透明窗口的可调谐带宽为40 nm,系统的群延时控制在0.15 ps到0.85 ps之间,并且光波通过间接耦合或者相位耦合机制实现了等离子体诱导透明效应相移倍增效应.耦合模式理论计算结果很好地吻合了时域有限差分法仿真模拟结果,研究结果对于低功耗、超快速非线性响应和紧凑型光子器件的设计和制作具有一定的参考意义.

摘要：设计了一种可调的等离子体诱导透明(PIT)效应的双槽谐振器的金属-绝缘体-金属(MIM)表面等离子体波导结构。利用微腔共振模式实现对表面等离子体在波导中传输操控。分别改变槽的长度,两槽之间的距离和槽填充材料的介电常数实现特定滤波效应,结合电场分布分析表面等离子体在波导中共振产生的电磁诱导透明现象,并设计动态可调的等离子体诱导透明效应器件。利用有限元法(FEM)对设计进行数值模拟。

摘要：设计了高Q值表面等离子体传感器,传感器芯片的基底为200μm厚的石英材料,上层为复合结构金属层。为保证高效传输,它的等离子体波导由共面波导结构(coplanar waveguide,CPW)过渡引出,经由表面等离子体传输线传输至谐振环,从而共振模式可以由等离子体波导和谐振环的相互耦合共振产生。通过仿真,对不同模式下的电场分布图对应谐振环的闭合状态进行研究,在传输系数S21图上得到6个明显的谐振谷,其中有3个谷的Q值十分高,这6个谐振谷的Q值范围为44.6~268.3。

摘要：本文设计了一种基于长程等离子波导的表面增强拉曼光流体芯片,利用介质波导激发等离子波导的耦合结构减小传输损耗,增加传输距离,以实现拉曼信号的长程探测。在632.8 nm的激发光入射下,以金(Au)作为等离子波导芯层材料,PTFE做为介质光波导芯层材料,经仿真分析发现:介质光波导宽度为4 m、厚度为0.2 m,等离子体波导宽度为4.5 m、厚度为13 nm,两波导间距D为3.1 m时,耦合效果最好,场强大小约1.8024×10^8,传输距离约0.3 mm,是单独使用等离子波导传输距离的两倍。该研究为实现表面增强拉曼微流体芯片长程探测提供了理论依据。