涂覆石墨烯层的双椭圆形纳米线模式特性

针对涂覆石墨烯层的圆形纳米线结构中模式场约束特性较差,以及难以与常用的线偏光源进行耦合,提出两种涂覆石墨烯层的双椭圆形纳米线等离激元波导,并采用有限元方法详细研究该结构中的石墨烯等离激元模式特性对几何参数和物理参数的依赖关系。仿真结果表明,双椭圆形纳米线的排列方向、纳米线间距、椭圆长短轴的比值和石墨烯化学势对等离激元模式传输性能有显著影响。所提的涂覆石墨烯层的双椭圆形纳米线结构能够实现长距离传输和亚波长约束,并在可调谐纳米光子器件和红外传感等领域具有潜在的应用价值。

基于衬底的涂覆石墨烯层的三角形纳米线亚波长传输特性研究

提出一种基于硅衬底的涂覆石墨烯层的三角形纳米线等离激元波导,并采用有限元方法详细研究了基模传输特性及其与几何参数、物理参数的关系。结果表明:间隙区域大小、顶角角度、圆角半径和石墨烯化学势对模式传输特性有很大影响。通过优化设计,该波导结构可以实现石墨烯等离激元的深度亚波长传输,传播距离可达10μm,同时归一化模式场面积仅约为10^-6。该石墨烯表面等离激元波导为可调谐纳米光子器件的设计提供了一定的参考。

混合型等离激元波导间隙区域模式场分布的近似理论计算

混合型表面等离激元波导因其良好的波导性能得到广泛关注。该结构可以同时实现很长的传播距离和很强的亚波长约束。通过理论推导,结合镜像法和单步保角变换,给出了混合型表面等离激元波导间隙区域模式场的近似表达式。结果表明:近似解析表达式所得间隙区域模式场分布与数值计算结果符合得很好;提高折射率对比度近似解析结果将更精确。