金属-电介质-金属(MIM)等离子波导系统可以在纳米尺寸上实现光的控制，突破衍射极限，因而受到了越来越多的关注。采用时域有限差分(FDTD)法分析了一种新型MIM波导系统的耦合谐振特性。仿真结果显示，单腔耦合中，波导系统谐振波长随着谐振腔高度、耦合距离的增大而蓝移，随谐振腔宽度的增大而红移；双腔耦合中，类电磁诱导透射峰值随谐振腔间距离增大而降低，该结构透射率最大值可达0.62。类电磁诱导效应可改变光的群速度，理论计算该结构的最大光延迟可达0.14 ps。研究结果表明，含矩形腔MIM波导系统可在纳米尺寸上控制光的传播，为等离子纳米器件集成提供了理论参考。
金属-电介质-金属波导 表面等离子波 电磁诱导透明 MIM waveguide surface plasmons polaritons electromagnetically induced transparency
1 北京理工大学 光电学院, 北京 100081
2 中国电子科技集团公司第44研究所 固体图像传感器事业部, 重庆 400060
为提高铂硅肖特基势垒红外探测器的量子效率, 文章将平坦的铂硅-p型硅金半接触界面设计成光栅结构, 利用光栅耦合激发表面等离子波效应提高铂硅红外探测器光耦合效率.采用严格耦合波分析方法优化了光栅结构参数以及模拟了探测器在等离子共振波长处的电场分布.最后探讨了光耦合效率与铂硅红外探测器量子效率的定量关系, 发现在3~5 μm波段光栅结构的量子效率较平坦结构能提高2倍多, 在波长3 μm和3.4 μm时分别提高294和2.5倍.
铂硅红外探测器 表面等离子波 光栅耦合 量子效率 PtSi infrared detector surface plasma waves grating coupling quantum efficiency
1 上海交通大学,物理系,上海,200240
2 江西师范大学,物理与通信电子学院,江西,南昌,330027
3 南昌大学,理学院,江西,南昌,330047
本文提出利用表面等离子波共振(SPR)技术测量离子交换波导的表面折射率的方法.这种方法基于分析转移矩阵方法和表面等离子波技术,避免了传统方法中确定表面折射率的自由度问题,所以得到的波导表面折射率要比逆WKB法更为精确.用此方法研究了不同交换时间的样品,我们发现当交换达到一定的时间后,表面折射率会随交换时间的增长而下降,折射率分布峰值移向波导内部,说明这时存在一个银离子反扩散的过程,这与理论分析结论相吻合.
离子交换波导 表面折射率 表面等离子波 折射率测量
浙江大学现代光学仪器国家重点实验室,光及电磁波研究中心,杭州,310027
基于离子交换波导的集成型器件是氢敏传感器中很有发展潜力的一种.传感区域由离子交换波导及其表面的金属钯膜组成,通过有限差分法(FDM)计算了这种波导结构中的导模及表面等离子模的模场分布,分析了其传播特性与钯膜光学常数的关系,并结合束传播方法(BPM)对钯膜的厚度进行了优化,使其具有最高的灵敏度.
光波导 离子交换 表面等离子波 氢敏传感器 Optical waveguide Ion exchange Surface plasmon wave Hydrogen sensor
1 上海交通大学物理系, 上海 200240
2 江西师范大学物理与通信电子学院, 南昌 330027
3 南昌大学理学院, 南昌 330047
单调变化的渐变折射率波导的表面折射率大于波导基模的有效折射率，因而不能用传统的m-线方法测量。利用分析转移矩阵(ATM)方法研究了渐变折射率波导中的表面等离子波，提出了一种确定波导近表面折射率的实验技术，在波导折射率分布的拟合中，得到了比传统逆WKB方法更为合理的结果。
导波光学 折射率分布 分析转移矩阵方法 表面等离子波 渐变折射率波导
