利用三维时域有限差分(3D-FDTD)方法，研究了具有周期性亚波长鱼形孔阵列微纳结构金属膜的光学透射特性，探讨了单元尺寸和孔的形状对这种结构的基于透射的光学滤波特性的影响。结果显示鱼形孔阵列金属微结构具有较高的透射效率，并且具有较高的滤波品质因子。通过分析电场分布图，揭示了这种透射的两种不同物理机制：局域波导共振模式和表面等离波子共振模式。两种共振模式在鱼形孔区域的不同位置、不同时刻以不同形式出现。
薄膜 透射特性 局域波导共振 表面等离波子共振 鱼形孔结构 激光与光电子学进展
2013, 50(5): 053101
设计并优化了基于金属狭缝填充非线性材料的光分束器。利用时域有限差分法，数值模拟 850 nm TM波经填充非线性光学材料 InGaAsP的亚波长银薄膜狭缝结构的光分束特性，结果表明：仅仅通过调整金属狭缝宽度、数量或排列顺序，便可调制该光分束器输出端口数量或能量分布；改变入射光强，可动态调控输出端口数量。设计的七缝对称结构具有 1×5对称光分束特性。该器件具有动态可调、结构相对简单、输出端口较多等特点，在微纳光子集成和光通信中有潜在应用价值。
表面等离子体 光分束器 时域有限差分法 非线性材料 金属狭缝 surface plasmon optical beam splitter finite-difference time-domain method nonlinear materials metal nanoslits
表面等离子体激元具有使光场局域化和局域电磁场增强等特性, 在纳米光子学和微观检测等诸多领域显示出广泛的应用潜力.时域有限差分(FDTD)数值计算方法能仿真激光与亚波长金属微结构相互作用的表面等离子体效应.金属具有色散性质, 其相对介电常数模型有Drude模型和Lorentzs模型及它们相结合的Drude-Lorentzs模型, 能拟合金属在可见光和近红外部分或全部波段的色散特性.FDTD数值计算要采用增加辅助变量和相应的辅助差分方程的方法使FDTD迭代计算稳定.
时域有限差分 色散金属 表面等离子体 相对介电常数模型 辅助差分方程 finite-difference time-domain dispersion metal surface plasmon polaritons relative dielectric constant model auxiliary difference equation
