非对称领结型纳米孔阵列的光透射特性（英文）

本文利用数值模拟的方法研究了两种不同的非对称领结型纳米孔结构的光学特性。对于偏置间隙的领结型纳米孔,其基模共振与孔的周长呈线性关系。并且,不同的间隙尺寸对间隙偏置的敏感度不同。对于间隙的一边的结构发生变化的领结型纳米孔,基模共振可以通过改变单个几何参量(剩余部分的高度h2)进行线性调制。另外,研究中还观察到了类Fabry-Perot共振的共振峰分裂。我们在这项工作中提出的这两种打破领结型纳米孔的对称性的方法可以灵活地对领结型纳米孔结构的共振进行操控。

同轴纳米柱对亚波长金属牛眼结构EOT的调控

牛眼结构是一种典型的纳米光学结构。本文设计了一种带有同轴纳米柱的牛眼结构,利用时域有限差分法(FDTD)研究了该结构的增强透射效应。研究发现,柱的半径和高度对透射特性具有显著的影响,恰当选择柱的半径和高度会得到最大的透射强度。另外,牛眼结构对环境折射率有较高的灵敏度。理论分析表明,该种结构的透射增强效应是由局域表面等离激元与表面极化等离激元相互作用产生。这为纳米光学元件的研发与应用提供一个新的思路。

金属圆孔阵列的非共振增强透射

基于非共振原理的光异常透射现象(EOT)可以实现宽频带透射,对宽频带光收集与激发具有重要意义.为实现宽频透射,本文设计了亚波长金属圆孔阵列,并应用有限元方法研究了该结构的透射特性.结果表明,金属圆孔阵列可实现宽频透射.此外,本文还研究了入射光偏振方向、圆孔半径以及横向周期对金属圆孔阵列透射特性的影响.这些结果对设计非共振宽频透射的金属孔洞结构具有一定的指导意义.

内嵌矩形腔楔形金属狭缝的增强透射

金属薄膜上亚波长金属狭缝的非共振光增强透射对宽频带光子器件的设计具有重要意义.为增强金属狭缝的光透射,设计了内嵌矩形腔楔形金属狭缝阵列,并用有限元方法研究了该结构的透射特性.结果表明,内嵌矩形腔的楔形金属狭缝阵列比无矩形腔的楔形金属狭缝阵列透射率高.此外,还研究了矩形腔的结构参数和位置对内嵌矩形腔楔形金属狭缝阵列透射特性的影响.这些结果将对设计具有更高透射能力的金属狭缝具有一定的指导意义.

广角光接收机研究进展

广角光接收机在无线光通信、传感和检测系统中有明显的优势和广泛的应用前景然而,当它采用传统光器件来实现时,其视场角会受到这些组件内在矛盾的限制,而传统的视场角扩展机制无法从根本上打破这些束缚.为此,提出金属等离子表面波(SPP)作为有效实现广角接收机的潜在机制.文中列举了两个SPP的应用实例,生动地说明了它可以破解一些传统方法无法克服的矛盾,提供意想不到的解决方案;而且,在某些情况下,为了利用SPP,人们需要探索一些不寻常的条件.探讨了SPP在光异常透射效应中的几种机制,并认为与入射角度无关的局域金属等离子表面波(localized SPP)最适合用来实现广角接收.还报道了关于斜入射空间光激励SPP的结构优化的一些最新进展.

周期孔状金属薄膜传感器的研究

采用镂空模板法制备了大面积周期孔状金属薄膜,实验揭示了金属小孔阵列在中红外波段的异常透过率增强现象。通过对周期孔状金属薄膜处于不同周围介质下得到的透射谱的研究发现,透射峰随着周围介质折射率的增大会有很明显的红移。比较周期孔状金属薄膜传感器非对称结构和对称结构的灵敏度发现,其对称结构下的灵敏度要高于非对称结构下的灵敏度。通过改变金属薄膜的一些参数,得到金属薄膜厚度和基底折射率为100 nm和1.3时灵敏度最大,分别为12 383 nm/RIU(refractive index unit)和12 667 nm/RIU;灵敏度随周期性孔径的增大而增大;孔的形状与圆的差别越大,灵敏度越高;灵敏度随孔中介质折射率的减小而增大。