利用窄刻槽金属光栅实现石墨烯双通道吸收增强

构建基底/窄刻槽金属光栅/覆盖层/石墨烯结构,利用金属光栅激发的表面等离子体激元共振和窄光栅刻槽支持的法布里-珀罗共振,在可见光波段实现单层石墨烯的双通道吸收增强,并结合简化模型估算出双吸收通道所在位置.在波长462和768 nm处,石墨烯的光吸收效率分别为35.6%和40.1%,相比石墨烯本征光吸收率的增强均超过15.5倍.进一步研究发现由于短波处吸收增强源于金属光栅的表面等离子体激元共振,其吸收特性受覆盖层厚度、刻槽深度和宽度变化的影响较小;而由于长波处吸收增强源于窄刻槽中的法布里-珀罗共振,因此呈现出良好的角度不敏感吸收特性.

窄刻槽亚波长金属波导光栅透射滤波研究

提出了一种窄刻槽亚波长金属波导光栅透射滤波器的设计,其工作原理是利用窄光栅刻槽取得低透射背景,再利用导模共振与表面等离子激元共振的混合产生峰值透射,进而实现良好的窄带透射滤波效应。研究发现,利用多模共振与表面等离子激元共振的混合模式,通过增加波导厚度即可实现性能良好的双通道透射滤波,在波长1 412和1 653nm处,峰值透射率分别为72.1%和63.6%。进一步分析表明,由于长波处磁场能量较多地局域在金属光栅层,峰值位置和峰值透射率受光栅深度变化影响显著;而短波处磁场能量较多地局域在波导层中,因此短波处峰值漂移对波导层厚度变化更为敏感。