1 浙江师范大学 信息光学研究所 浙江省光信息检测与显示技术研究重点实验室, 浙江 金华 321004
2 浙江师范大学 行知学院, 浙江 金华 321004
基于传统纵向蝴蝶结混合表面等离子体波导(BTHPW), 提出一种共水平面BTHPW集成光波导结构, 是由半导体硅肋和金属Ag肋两种波导对放在一个SiO2基底面上构成, 采用有限元法对其混合模式特征进行数值模拟, 分析该波导传播长度、归一化有效模场面积和品质因子等特性随波导几何尺寸的变化规律。结果表明, 该波导模式具有传播损耗较小同时又较强光限制能力的特点, 最长传播距离可达108μm, 最小有效模面积可达λ2/3000左右。该波导结构制作工艺简单, 并可应用于高灵敏度折射率传感器和微纳米光子集成器件等领域。
导波光学 混合表面等离子体 蝴蝶结 光子集成 有效模式面积 传播长度 有限元法 guided wave optics hybrid surface plasmon polarition bow-tie photonic integrations normalized mode area propagation length finite element method
提出了一种新型表面等离激元波导系统, 并对其模式特性和对纳米微粒产生的光学力进行了研究。采用有限元软件(COMSOL)对该系统进行了数值模拟和理论分析, 发现在该结构纳米级的间隙中可以形成深亚波长电磁能量的束缚。由于双波导结构之间强烈的耦合作用, 相比于已有的一些表面等离激元波导, 光学力至少提高了一个数量级, 达到了4200fN/W以上, 同时被捕获粒子的局域范围仅有几十纳米。该波导系统可以用于强力、高精度纳米级光镊的设计和研究。
表面等离激元 波导 模式面积 传播长度 光学力 光镊 surface plasmon polaritons waveguide mode area propagation length optical force optical tweezers
安徽大学电子信息工程学院, 安徽 合肥 230601
设计了一种高折射率基底的椭圆表面等离子体波导,基于有限元法对此波导支持的基模的能流密度分布、有效折射率、传播长度、 有效面积与几何参数、结构之间的关系进行了分析。能流密度分布表明能量主要集中分布在两个金属椭圆柱之间的中心区域,在金属与锗基底、基底与基底之间 也存在能量。通过调节两个椭圆的中心距离及其两个半轴的大小,可以实现此波导模式传输特性的分析。工作波长确定时有效折射率随中心距的增大而减小, 而传播长度增大。
纤维与波导光学 金属椭圆 表面等离子体波导 有效折射率 传播长度 fiber and waveguide optics metalic elliptical surface plasmonic waveguides effective refractive index propagation length
电子科技大学 太赫兹协同创新中心, 成都 610054
提出了一种工作于太赫兹波段的、基于半圆柱形“不平坦”InSb基底结构的混合等离子体波导.分析了半导体材料InSb的相对介电常量随工作频率的变化特性, 重点研究了该混合波导以及两种不同形变结构的有效模场面积、传播长度、品质因数、能量分布等随波导工作频率、波导尺寸的变化情况.结果表明, 本文提出的“不平坦”基底结构波导可以达到与传统结构几乎相同的传播长度, 有效模场面积较传统结构减小了一个数量级以上, 具有非常强的模场约束性, 适合于太赫兹频段高密度集成电路中的应用.
物理电子学 表面等离子体波 太赫兹 波导 传播长度 有效模场面积 Physical electronics Surface plasmons Terahertz Waveguide Propagation length Effective mode area
兰州大学信息科学与工程学院现代通信技术研究所, 甘肃 兰州 730000
提出了一种双层半圆介质加载表面等离子激元波导新结构，并利用有限元方法对该新型波导结构在工作波长1550 nm下的传输特性进行了数值仿真和优化分析，得到了波导传播特性的主要参数。结果表明：在波导总面积保持不变的情形下，当双层半圆介质的折射率分别取为n1=1.4和n2=1.473时，波导的传播特性最佳；在此折射率参数基础上，波导的内外介质半径比r1/r2为0.5时，波导的传播长度最大、衰减系数最小并且模式面积和品质因数的取值都非常理想，可以获得最优的波导传输效果。
集成光学 表面等离子激元波导 双层半圆介质加载波导 传播长度 品质因数 激光与光电子学进展
2016, 53(6): 061302
兰州大学信息科学与工程学院 现代通信技术研究所, 甘肃 兰州 730000
提出一种新颖的对称混合长程表面等离子激元波导结构并对其进行了数值分析。结果表明在传播长度与模式限制两个特性之间实现了很好的平衡。在通信波长1550 nm处，利用有限元数值仿真方法分析了该结构在不同介质尺寸下基模的有效折射率、模式宽度、传播长度和品质因数。计算结果表明：对称混合长程表面等离子激元波导的传播长度及传播长度最大值点的品质因数都有明显的提高。鉴于这些优点，该对称混合长程表面等离子激元波导在实现高性能、高密度的光子集成电路方面具有一定的潜在用途。
集成光学 对称混合长程表面等离子激元波导 有限元法 传播长度 模式宽度 品质因数 激光与光电子学进展
2013, 50(12): 121301
