含正交矩形腔MIM波导电磁感应透明效应的数值研究

论文摘要

表面等离激元（Surface plasmon polaritons,SPPs）是入射光波与金属表面自由电荷集体振荡相互耦合形成的一种新的电磁模式,它可以沿着金属表面传播,也可以束缚在纳米颗粒表面。SPPs有一个最独特、最吸引人的特点:可以突破光学衍射效应!也就是说,我们可以把传统的光学器件做到纳米尺寸,而不用担心光学衍射效应的困扰。金属-电介质-金属（MIM）等离子波导结构能够传输表面等离激元,并且由于其结构简单易于制作,传输距离远,对SPPs束缚性强等特点,受到了越来越多的关注。本文通过在MIM波导结构的单侧或双侧引入正交的矩形腔结构,实现了等离子体诱导透明效应的数值模拟。仿真结果显示:含单侧T型或倒T型谐振腔MIM波导结构中,当正交矩形腔为对称的T型或倒T型结构时,会出现传输禁带,当正交矩形腔为非对称结构且谐振腔长度和宽度满足一定条件时,会在原先传输禁带处出现等离子体诱导透明现象。此时伴随着等离子体诱导透明效应出现的还有慢光效应,计算得出含T型和倒T型谐振腔的MIM波导结构的最大光时延分别为为0.086ps、0.052ps;在含双侧L型谐振腔的MIM波导结构中,由于上下谐振腔的耦合作用会在各单个L型谐振腔的透射零点之间出现等离子体诱导透明现象,且透射峰值对应的入射波长为两个透射零点的中间值,经计算发现含双侧L型谐振腔MIM波导的最大光时延可达4.35 ps,比含T型腔MIM波导结构具有更好的光时延特性。研究结果表明,含正交矩形腔MIM波导结构可以在纳米尺度上控制光的传播,为等离子纳米器件集成提供了理论参考。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 冯凯强

导师: 关建飞

关键词: 波导,表面等离激元,等离子体诱导透明

来源: 南京邮电大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 物理学

单位: 南京邮电大学

分类号: O441.3

DOI: 10.27251/d.cnki.gnjdc.2019.000981

总页数: 73

文件大小: 2753K

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