1 安庆师范大学 数理学院， 安徽 安庆 246133
2 河南理工大学 物理与电子信息学院， 河南 焦作 454003
3 电子科技大学 电子薄膜与集成器件国家重点实验室， 成都 610054
基于金属/介质/金属(MIM)波导，提出了一种两侧含有双环、四环谐振腔的等离激元波导滤波结构，采用电磁仿真计算了其电磁传输特性，通过场分布分析了透射谱中通带和谷值产生的物理机理。仿真结果表明该结构可实现等离激元诱导透明(PIT)，通过改变谐振腔的有效半径，可调节PIT窗口的位置、带宽和慢光效应。计算结果显示在双环和四环谐振结构的PIT窗口，可以实现0.148和0.358ps的信号延迟。这一特性在可调滤波器件、光存储器件和集成光子器件设计上具有潜在应用价值。
金属/电介质/金属波导 等离激元诱导透明 谐振腔 MIM waveguides plasmon induced transparency resonator
南京邮电大学 电子与光学工程学院、微电子学院，南京 210023
为实现结构紧凑且具有较高品质因数的纳米级折射率传感器，文章提出了一种含金属挡板的金属-电介质-金属(MDM)波导与U型谐振腔侧边耦合的等离激元波导结构。利用有限元分析法，定量分析了结构参数和介质折射率对该结构透射谱线及折射率传感品质因数(FOM)的影响。研究结果表明，U型腔中的二阶谐振模式产生谱宽较窄的离散态透射谱，而带有金属挡板的MDM波导形成较宽的连续态透射谱，两者相干叠加激发具有反对称线型法诺(Fano)共振。经过结构参数扫描分析得到优化后的波导结构折射率传感灵敏度可达800 nm/RIU，FOM可达47 382。该结构可以为纳米尺度的折射率传感器设计提供有效参考。
表面等离激元 金属-电介质-金属波导 U型腔 法诺共振 surface plasmon polaritons MDM waveguide U-shaped resonator Fano resonance
1 燕山大学电气工程学院测试计量技术与仪器河北省重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
2 燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
基于表面等离子亚波长结构的传输特性与光子局域特性,提出了一种单挡板金属-电介质-金属(MDM)波导耦合圆盘级联结构。由圆盘级联形成的孤立态与金属挡板形成的较宽连续态干涉相长相消,形成了两种不同模式的Fano共振。结合耦合模理论,分析了该结构形成Fano共振的传输特性,采用有限元分析法对结构进行了模拟仿真,定量分析了结构参数对折射率传感特性影响。根据折射率变化的物理机制,分析了温度和湿度在实际测量过程中对测量结果的影响,并采用差动传感的方法有效解决了传感过程中的交叉敏感问题。
测量 金属-电介质-金属波导 Fano共振 单挡板 级联结构 差动传感
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 燕山大学电气工程学院河北省测试计量技术及仪器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
2 燕山大学信息科学与工程学院河北省特种光纤与光纤传感器重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
基于表面等离子亚波长结构的传输特性,提出一种含金属双缝的金属-电介质-金属波导耦合环形腔结构。由金属双缝波导谐振腔形成的较宽的连续态波与由环形谐振腔形成的较窄的孤立态波耦合干涉相消,形成Fano共振。结合耦合波理论,分析了该结构形成Fano共振的传输及相位特性。采用有限元分析法对该结构进行模拟仿真,定量分析了结构参数对结构慢光特性的影响,实现结构参数优化。结果表明,优化后的结构群折射率可达205。该结构能为集成等离子慢光器件的设计提供有效的理论参考。
表面光学 表面等离子 金属-电介质-金属波导 Fano共振 慢光
