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
1 浙江大学 信息与电子工程学院, 浙江 杭州 310027
2 中国计量大学 信息工程学院 浙江省电磁波信息技术与计量检测重点实验室, 浙江 杭州 310018
本文提出使用单层光栅超表面结构耦合的方式实现太赫兹人工表面等离子体激元（SSP）共面激发，克服了通过介质耦合器在实际应用时需要反射测量等缺点。在单层金属结构上同时构造周期性光栅和太赫兹SSP复合结构，当太赫兹波垂直入射时，可实现光栅波矢和SSP波矢相匹配，激发SSP模式，在透射谱中可以产生高Q值谐振峰，其Q因子可以达到1923。分析了结构参数对光栅耦合超表面透射谱以及色散特性的影响。基于该结构透射谱中的高Q谐振峰进行传感研究，在谐振中心频率为0.22 THz时，实现传感灵敏度为67 GHz/RIU。本文所提出的光栅耦合超表面复合结构仅使用单层超表面结构实现了太赫兹SSP模式的激发以及高Q传感，在诸多实际应用领域具有较大的研究潜力。
太赫兹超表面 人工表面等离子体激元 高Q谐振 传感 terahertz meta-surface spoof surface plasmon high Q resonance sensing
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。
光学学报
2022, 42(21): 2124001
1 东北林业大学理学院，黑龙江 哈尔滨 150040
2 上海新跃联汇电子科技有限公司，上海 200233
提出了一种由对称的类H型谐振腔和独立枝节组成的表面等离子体金属‐绝缘体‐金属（MIM）波导结构。利用有限元分析法研究了该结构的Fano共振及其光学传感特性。结果表明，该结构可实现Fano共振，最大折射率灵敏度和品质因数分别为1078.33 nm/RIU和1259.2。同时，研究了结构几何参数对Fano共振的影响，并进一步实现了Fano共振线型和波长的独立调节。所提出的等离子体MIM波导结构在集成光子器件和纳米光学传感领域具有潜在的应用前景。
表面光学 表面等离子体激元 Fano共振 光学传感 有限元分析法 激光与光电子学进展
2022, 59(21): 2124002
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
1 香港大学物理學系，香港，中国
2 香港大学電機電子工程系，香港，中国
3 湖南大学物理与微电子科学学院，长沙 中国，410082
4 Department of Physics，Paderborn University，Warburger Straße 100，Paderborn Germany，33098
5 深圳大学微纳光电子学研究院，深圳 中国，518060
基于结构化的金属表面，即超构表面，所获得的表面波最近得到了广泛关注。它们在各种不同的频率下在集成光学回路、成像以及生物检测中都有着良好的应用前景。本文中，我们展示了一种由双各向异性超构材料单元构成的超构表面可以支持多种不同偏振模式的表面态。这个结构拥有D2d点群对称性，包括了在xz和yz面内拥有镜面对称，以及在y = ±x方向上拥有C2旋转对称性。基于这种对称性，这个超构表面可以在kx和ky方向上支持横电模（TE）以及横磁模（TM）的同时支持在ky = ±kx方向上的纯纵模以及椭偏的横电磁模（TEM）。这种超构表面上的多种表面模式可能会产生新的表面波现象以及器件应用。
表面等离子体激元 超构表面 双各向异性 横电模 横磁模 surface plasmon metasurface bianisotropy transverse electric transverse magnetic 红外与激光工程
2020, 49(12): 20201071
朱登玮 1,2,3,*曾瑞敏 1,2,3唐泽恬 1,2,3丁召 1,2,3杨晨 1,2,3,**
1 贵州大学大数据与信息工程学院,贵州 贵阳 550025
2 贵州大学半导体功率器件可靠性教育部工程研究中心, 贵州 贵阳 550025
3 贵州省微纳电子与软件技术重点实验室, 贵州 贵阳 550025
基于人工表面等离子体激元(SSPPs)设计了具有陷波功能的多频带滤波器。首先,在波导结构上引入了渐变槽形单元结构,以获得更好的色散特性,并在此基础上构建了截止频率为7.1 GHz的低通滤波器。然后,通过加载E形谐振器激发陷波,形成多频带滤波器,该谐振器有奇偶模两种谐振模式。当奇偶谐振模式同时被激发时,构成了插入损耗为3 dB、截止频率为2.83 GHz的低通滤波器和插入损耗为3 dB,带宽为2.94~4.37 GHz和4.40~7.10 GHz的两个带通滤波器。在偶模式下的谐振退化消失时,构成了插入损耗为3 dB、截止频率为2.83 GHz的低通滤波器和插入损耗为3 dB、截止频率为2.94~7.10 GHz的带通滤波器。证明了基于E型谐振器的多频带滤波器结构对SSPPs在微波领域的拓展具有重要意义。
人工表面等离子体激元 滤波器 E形谐振器 多频带 插入损耗 激光与光电子学进展
2020, 57(17): 172401
1 杭州师范大学信息科学与工程学院, 浙江 杭州 311121
2 杭州师范大学钱江学院, 浙江 杭州 310018
对中远红外波段周期凹槽金属表面结构上传播的表面等离子体激元 (SPPs)进行了研究,结果表明金属表面刻 周期凹槽可以显著降低人工SPPs的渐近频率,并能提高金属表面对电磁场的约束能力。进一步研究了该波段金属 的吸收损耗对人工SPPs (SSPPs)特性的影响,结果显示基于刻槽周期表面结构,不仅可以获得场的亚波长约束, 还可以实现长距离传输。通过对电磁波沿该表面结构传输特性的模拟,验证了表面结构所支持的SSPPs的导波能力。 该表面结构对设计和开发中远红外波段的新型集成导波器件具有参考意义。
波导光学 表面等离子体激元 中远红外波段 波导 亚波长约束 waveguide optics surface plasmon polaritons mid-far infrared band waveguide subwavelength field confinement
