基于法布里-珀罗腔的纳米环滤光器

同轴纳米环结构由于具有特殊的光学特性,近年来引起了科学界的广泛关注.本文将重点研究在以纳米环形结构为基础的法布里-珀罗腔中所存在的两种形式的表面等离子共振,平面型和传输型.通过使用固定圆环阵列的周期而只改变圆环孔径大小的方法来实现调节传输型共振并达到滤波的效果.同时,控制圆环阵列的周期使其足够大,从而使得平面型共振峰位于近红外波段,以避免对处于可见光波段的传输型共振模式形成干扰,最终实现滤光效果.在实验中,通过使用周期固定为1200nm而孔径大小从10到180nm(以10nm递增)的同轴圆环结构,实现了把一束宽带的白光源分成不同颜色的单色光.实验结果表明,该方法解决了天线凹槽和一维层堆光栅型滤光器都普遍存在的偏振敏感性问题,使得类似滤光器件的应用范围更广,更能适应非偏振的自然光.通过有限时域差分法分析得到的理论计算结果和实验结果相匹配,实验现象得到了很好的理论支持和解释.