中远红外波段周期凹槽金属表面的等离子体激元

对中远红外波段周期凹槽金属表面结构上传播的表面等离子体激元(SPPs)进行了研究,结果表明金属表面刻周期凹槽可以显著降低人工SPPs的渐近频率,并能提高金属表面对电磁场的约束能力.进一步研究了该波段金属的吸收损耗对人工SPPs(SSPPs)特性的影响,结果显示基于刻槽周期表面结构,不仅可以获得场的亚波长约束,还可以实现长距离传输.通过对电磁波沿该表面结构传输特性的模拟,验证了表面结构所支持的SSPPs的导波能力.该表面结构对设计和开发中远红外波段的新型集成导波器件具有参考意义.

介质填充浅槽周期结构表面上的太赫兹表面等离子体激元

通过在金属表面刻成浅的垂直凹槽,并在槽内填充不同的介质,对金属表面浅槽周期结构上传播的表面等离子体激元的色散特性与填充介质的关系进行了研究.研究表明通过在周期凹槽内填充介质可以有效降低人工表面等离子体激元的渐近频率,并增强金属表面对电磁场的约束.分析了太赫兹波段金属的吸收损耗对人工表面等离子体激元特性的影响,结果显示基于填充介质的浅槽周期表面结构可以获得长距离传输以及场的亚波长约束.通过对波传输的数值仿真,验证了该表面结构在太赫兹波段良好的导波能力.这种表面结构对太赫兹波段新型集成导波器件的设计具有参考价值.

两种混合型等离激元波导传输特性的对比研究

表面等离激元是一种电磁表面波,可以利用周期型结构如光栅等激发。它沿金属-介质分界面传播,具有亚波长约束、局域场增强等特性,能够突破传统的衍射极限将光限制在远远小于半波长的范围内。拥有光子的高带宽和电子的亚波长尺寸,表面等离激元器件可以使电子学器件和光子学器件在纳米尺度集成兼容,在纳米光子学领域有重要作用。本文主要利用有限元方法研究了两种混合表面等离激元波导,并对两种等离激元波导的传输特性进行对比。结果表明这种新颖的结构可以同时实现等离激元模式的远传输距离和极强的亚波长约束。

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。