作者单位
摘要
中国矿业大学 信息与控制工程学院,江苏 徐州 221116
该文提出了一种由单边复合周期人工表面等离子体激元(SSPPs)波导和叉指谐振器构成的新型小型化低通双陷波滤波器。该滤波器首先去除了传统SSPPs滤波器的模式转换结构,有效地减小了滤波器的尺寸,从而实现滤波器的小型化。此外,该滤波器分别在SSPPs传输线和底部金属板引入叉指谐振器,从而产生两个传输零点,实现了两个可独立调谐的陷波。仿真与实测结果均表明,该文所提出的滤波器具有较高的传输效率,其截止频率为8.3 GHz,带内的回波损耗低于16.6 dB,陷波抑制均达到20 dB。
人工表面等离子体激元 小型化 复合周期 陷波 spoof surface plasmon polaritons (SSPPs) miniaturization composite periodic notch 
压电与声光
2023, 45(6): 804
作者单位
摘要
1 山西大同大学 物理与电子科学学院 微结构电磁功能材料省市共建山西省重点实验室,大同 037009
2 杭州电子科技大学 电子信息学院 智能微传感器与微系统教育部工程研究中心,杭州 310018
3 天津大学 精密仪器与光电子工程学院 太赫兹研究中心,天津 300072
利用排布在人工表面等离激元传输线两侧的微结构谐振组实现了波导类电磁诱导透明(Electromagnetically Induced Transparency,EIT)效应,并基于此开发了结构紧凑的片上传感器。根据电场分布的特性,发现片上类EIT效应的传感工作机理主要是利用暗模谐振器内部的强局域化电场对周围介质的敏感程度,能够反映到EIT特征频率的偏移量和谐振幅度的变化。进一步地,详细仿真了待测物的折射率、正切损耗、厚度、半径等参数变化对EIT透明窗口的响应规律,发现该片上传感器在1.26~1.79折射率变化范围下的灵敏度可达1.12 GHz/RIU,传感品质因数值为5.45。实验中通过对三种食用油进行传感测量,验证了所提出的基于类EIT效应的片上传感器具有高灵敏度、无标记检测和实验灵活的特点。
人工表面等离激元 电磁诱导透明 片上系统 折射率传感 近场耦合 Spoof surface plasmon polaritons Electromagnetically induced transparency On-chip system Refractive index sensing Near-field coupling 
光子学报
2023, 52(10): 1052408
作者单位
摘要
南京大学物理学院固体微结构物理国家重点实验室,人工微结构科学与技术协同中心,江苏 南京 210093
高速率、低功耗的小型化电光调制器是现代电通信网络和微波光子系统的关键组成部分。基于人工表面等离激元的慢光效应,设计了一种利用金属光子晶体电极的马赫-曾德尔干涉仪电光调制器。通过在薄膜铌酸锂光子芯片上调控微波色散与群速度,实现了微波与光波之间更强的相互耦合作用。对电光重叠积分因子的分析表明,这种结构相较条形电极结构可以通过更短的传播长度得到相同的相移,实现高效的调制过程。同时,所提慢光效应结构也可以应用于其他集成化的电光器件。
光学器件 电光调制器 人工表面等离激元 慢光效应 薄膜铌酸锂 
光学学报
2023, 43(19): 1923001
作者单位
摘要
1 山西大同大学物理与电子科学学院微结构电磁功能材料省市共建山西省重点实验室,山西 大同 037009
2 山西大同大学云冈学学院,山西 大同 037009
3 天津大学精密仪器与与光电子工程学院太赫兹研究中心,天津 300072
借助于结构化的金属/介质界面所形成的人工表面等离激元,能够将太赫兹场束缚在亚波长量级,同时利用单元结构对几何参数的色散特性,可以在二维尺度上操纵太赫兹波,为集成化、小型化片上太赫兹功能器件的发展提供了解决途径。利用立体金属柱子结构的色散特性构建二维渐变折射率透镜,在此基础之上设计平面望远镜、波导耦合器、双功能透镜等二维太赫兹人工表面等离激元传输调控器件,并通过电磁仿真分析每种功能器件的工作性能。本工作不仅丰富了太赫兹表面波调控器件家族,并有望进一步发展表面等离激元链路的太赫兹片上系统。
太赫兹 人工表面等离激元 渐变折射率 片上透镜 
激光与光电子学进展
2023, 60(18): 1811018
朱华利 1张勇 1,*黎雨坤 1,**叶龙芳 2,3[ ... ]延波 1
作者单位
摘要
1 电子科技大学极高频复杂系统国防重点学科实验室,四川 成都 611731
2 厦门大学电子科学与技术学院电磁声学研究院,福建 厦门 361005
3 厦门大学深圳研究院,广东 深圳 518057

提出了一种基于人工表面等离子体激元(SSPPs)的亚太赫兹片上传输线,并在InP工艺基础上对其进行了结构设计和实物加工。为减小传统矩形槽SSPPs结构的占地面积,提出了一种折叠型SSPPs结构,在相同的渐近频率下,该结构的占地面积缩小了57.2%。利用接地共面波导(GCPW)和阶梯渐变结构,实现了对SSPPs传输线的高效激励。利用太赫兹在片测试系统对该传输线进行了测试。测试结果表明,在110~170 GHz频带范围内,SSPPs传输线的插入损耗小于3 dB/mm,回波损耗优于12.5 dB,且实验结果与仿真结果具有较好的吻合度。

表面光学 人工表面等离子体激元 传输线 InP工艺 太赫兹 在片测试 
光学学报
2022, 42(21): 2124001
朱华利 1张勇 1,*叶龙芳 2,3黎雨坤 1[ ... ]延波 1
作者单位
摘要
1 电子科技大学极高频复杂系统国防重点学科实验室,四川 成都 611731
2 厦门大学电子科学与技术学院电磁声学研究院,福建 厦门 361005
3 厦门大学深圳研究院,广东 深圳 518057
提出了一种基于人工表面等离激元(SSPPs)的太赫兹低损耗传输线,并通过加载开口谐振环(SRR)实现了具有大抑制深度的太赫兹带阻滤波器。采用不规则阶梯渐变过渡结构对SSPPs传输线进行了优化,降低了其在太赫兹频段下的传输损耗及不平坦度。通过色散分析揭示了加载SRR和不加载SRR的SSPPs传输线的频段抑制机理。加载SRR的SSPPs传输线工作在基模和一阶高次模两种模式下,其基模具有低通特性,一阶高次模具有带通特性,实现了具有通带-阻带-通带-阻带的太赫兹滤波特性。通过调节SRR的几何参数,可控制SSPPs滤波器的阻带频率;通过增加SRR的加载数量,可增大SSPPs滤波器的抑制深度。为了验证设计的可行性,采用微纳加工技术分别制作了所提出的SSPPs传输线和滤波器,并进行了太赫兹在片测试。测试结果表明:在0.11~0.17 THz频带范围内,SSPPs传输线的插入损耗小于0.5 dB/mm,回波损耗优于10 dB;SSPPs滤波器在0.142~0.156 THz频率范围内的抑制深度大于10 dB,最大抑制深度为45 dB@0.148 THz;实验结果与仿真结果具有良好的吻合度。该研究对太赫兹等离激元集成系统研究具有重要意义。
表面光学 人工表面等离激元 传输线 带阻滤波器 太赫兹 微纳加工 
光学学报
2022, 42(20): 2024001
朱华利 1张勇 1,*叶龙芳 2,3黎雨坤 1[ ... ]延波 1,**
作者单位
摘要
1 电子科技大学极高频复杂系统国防重点学科实验室,四川 成都 611731
2 厦门大学电子科学与技术学院电磁声学研究院,福建 厦门 361005
3 厦门大学深圳研究院,广东 深圳 518057
基于人工表面等离子体激元(SSPPs)的一阶高次模,设计了一种具有优异带通性能的滤波器。所采用的SSPPs单元结构为类八木天线结构,该结构可以有效降低SSPPs的渐近频率。此外,通过改变SSPPs单元结构的几何参数,可独立控制其渐近频率和与自由空间中光线的交点频率。与具有低通特性的SSPPs基模相比,一阶高次模具有天然的带通特性,且不需要采用额外的阶梯渐变过渡结构。为了验证SSPPs高阶模式应用于带通滤波器设计的可行性,制作并测量了基于该方法的SSPPs滤波器。测试结果表明,该滤波器在6~9.9 GHz的通带频率范围内的插入损耗小于1 dB,带内回波损耗优于10 dB,实验结果与仿真结果具有良好的吻合度。
光学器件 带通滤波器 人工表面等离子体激元 高阶模 传输线 
光学学报
2022, 42(15): 1523001
Author Affiliations
Abstract
1 Southeast University, State Key Laboratory of Millimeter Waves, Nanjing, China
2 Dalian Maritime University, School of Information Science and Technology, Dalian, China
3 University of California San Diego, Department of Electrical and Computer Engineering, San Diego, California, United States
Controlling energy flow in waveguides has attractive potential in integrated devices from radio frequencies to optical bands. Due to the spin-orbit coupling, the mirror symmetry will be broken, and the handedness of the near-field source will determine the direction of energy transport. Compared with well-established theories about spin-momentum locking, experimental visualization of unidirectional coupling is usually challenging due to the lack of generic chiral sources and the strict environmental requirement. In this work, we design a broadband near-field chiral source in the microwave band and discuss experimental details to visualize spin-momentum locking in three different metamaterial waveguides, including spoof surface plasmon polaritons, line waves, and valley topological insulators. The similarity of these edge waves relies on the abrupt sign change of intrinsic characteristics of two media across the interface. In addition to the development of experimental technology, the advantages and research status of interface waveguides are summarized, and perspectives on future research are presented to explore an avenue for designing controllable spin-sorting devices in the microwave band.
chirality metamaterials microwaves spoof surface plasmon polaritons waveguides 
Advanced Photonics
2022, 4(4): 046004
作者单位
摘要
1 天津理工大学 电气电子工程学院, 天津 300384
2 河北工业大学 电子信息工程学院, 天津 300401
为了解决漏波天线带宽有限和整体尺寸较大的问题, 文章提出了一种新型宽带漏波天线。该天线由人工表面等离激元传输线和非对称圆形贴片组成, 其工作频段为7~15 GHz(相对带宽为72.73%), 能够从后向至前向连续波束扫描, 波束扫描角度为69 °, 同时具有稳定的高辐射增益。该天线的最大仿真增益达到13.1 dBi, 测试增益波动仅为1.64 dB, 测试结果与仿真结果吻合较好。文章所提宽带漏波天线具有结构简单、性能稳定且易于加工的优点。此外, 天线的整体尺寸较小, 更有利于无线通信系统的集成。
漏波天线 人工表面等离激元 圆形贴片 波束扫描 尺寸较小 leaky-wave antenna spoof surface plasmon polaritons circular patch beam scanning smaller size 
光通信研究
2021, 47(5): 67
Author Affiliations
Abstract
1 Southeast University, School of Information Science and Engineering, State Key Laboratory of Millimeter Waves, Nanjing, China
2 Southeast University, Institute of Electromagnetic Space, Nanjing, China
Glide symmetry, which is one kind of higher symmetry, is introduced in a special type of plasmonic metamaterial, the transmission lines (TLs) of spoof surface plasmon polaritons (SSPPs), in order to control the dispersion characteristics and modal fields of the SSPPs. We show that the glide-symmetric TL presents merged pass bands and mode degeneracy, which lead to broad working bandwidth and extremely low coupling between neighboring TLs. Dual-conductor SSPP TLs with and without glide symmetry are arranged in parallel as two channels with very deep subwavelength separation (e.g., λ0 / 100 at 5 GHz) for the application of integrated circuits and systems. Mutual coupling between the hybrid channels is analyzed using coupled mode theory and characterized in terms of scattering parameters and near-field distributions. We demonstrate theoretically and experimentally that the hybrid TL array obtains significantly more suppressed crosstalk than the uniform array of two nonglide symmetric TLs. Hence, it is concluded that the glide symmetry can be adopted to flexibly design the propagation of SSPPs and benefit the development of highly compact plasmonic circuits.
glide symmetry spoof surface plasmon polaritons dispersion control mode degeneracy coupling suppression 
Advanced Photonics
2021, 3(2): 026001

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