在可见光到近红外频段，利用时域有限差分数值模拟计算方法，研究了一种多圆环形金属-介质-金属等离子体波导结构的电磁传输特性.结果表明，由于谐振作用，不同波长电磁波能量被分别束缚于圆环中，之后被耦合到各出口端进行传输，从而实现了电磁波的多路分频传输功能.圆环的共振波长与圆环半径之间存在近似线性关系，且随着圆环内填充介质折射率的增大呈现明显的红移现象；各出口端共振波长对应电磁能量的传输率随着介质波导与圆环间耦合厚度的增大而急剧降低.利用电磁波共振理论阐述了电磁能量的谐振束缚现象，与数值模拟结果吻合.研究结果可应用于未来光子集成器件中.
金属-介质-金属波导 多路分频 传输 时域有限差分方法 光学器件 Metal-insulator-metal waveguide Demultiplexing Transmission Finite-difference time-domainmethod Optical devices
设计了一种亚波长圆环形三通道金属-介质-金属(MIM)波导分解复用器。利用时域有限差分(FDTD)法，在可见光到近红外频段研究了该结构的电磁传输特性，发现满足谐振条件的电磁波可以在圆环中发生多级谐振现象。通过优化出口通道在圆环上的位置，成功实现了圆环二、三、四级谐振模式的分离功能。此外，圆环的谐振波长可以通过设置圆环的半径进行调制。该微结构对光波具有束缚与传输功能，解决了光信号谐振模式分离传输问题，在光集成与通讯等方面有较好的应用前景。
光学器件 亚波长结构 金属-介质-金属波导 分解复用器 谐振模 时域有限差分法 激光与光电子学进展
2016, 53(4): 042301
