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双平行圆柱形MDM纳米棒等离子体波导的传输特性分析
  • ISSN号:1000-7032
  • 期刊名称:发光学报
  • 时间:2013.8.15
  • 页码:1073-1078
  • 分类:O482.31[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]燕山大学电气工程学院
  • 相关基金:国家自然科学基金(61107039);河北省自然科学基金(F2012203204)资助项目
  • 相关项目:基于动态模型辨识的大功率LED照明系统散热技术研究
中文摘要:

设计了一种由双平行圆柱形纳米棒构成的金属-介质-金属(MDM)型等离子体波导,采用时域有限差分方法(FDTD)分析了波导结构的传输特性。当光波垂直主轴入射时,电磁场被很好地局限在两纳米棒所形成的中间区域以及介质层中,从而在该波导中能够有效地耦合电磁场能量。在工作波长为1 550 nm的情况下,随着内层金属芯半径的增大,有效折射率减小,传播距离增大;而中间介质层厚度增大时,有效折射率增大,传播距离减小。当外层金属壳厚为20 nm时,电场可以很好地被限制在纳米棒的介质层内。上述结果表明:通过调整波导结构的几何参数可以显著提高金属纳米棒的场限制,降低波导本身的损耗,使波导的有效折射率和传播长度达到最优化。这种等离子体波导能够实现亚波长的光限制,可以应用于光子器件集成和传感器领域。

英文摘要:

A kind of metal-dielectric-metal(MDM) plasmonic waveguide with double parallel cylindrical nanorods was investigated.The propagation properties of the waveguide structure were analyzed using the finite-difference time-domain(FDTD) method.The results show that the electromagnetic field is well confined to the dielectric layer and the intermediate region formed by the two cylindrical nanorods when the incident light is perpendicular to the major axis,so the filed can be efficiently coupled into the waveguide.At the working wavelength λ = 1 550 nm,the effective index decreases with the increase of the inner radius r1,meanwhile the propagation length increases as the inner radius r1 increases.However,in the case of larger d,the effective index becomes large,and the propagation length becomes short.In addition,the field can be predominantly confined within the dielectric layer in the case of g = 20 nm.In short,adjusting the geometrical parameters can significantly improve the confinement of the SPPs fields and reduce the losses of the waveguide,so that the effective refractive index and propagation length of the waveguide can be optimized.Subwavelength optical confinement can be achieved in this kind of plasmonic waveguide,which will be applied to the fields of photonic device integration and sensors.

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期刊信息
  • 《发光学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会发光分会 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
  • 主编:申德振
  • 地址:长春市东南湖大路3888号
  • 邮编:130033
  • 邮箱:fgxbt@126.com
  • 电话:0431-86176862
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-7032
  • 国内统一刊号:ISSN:22-1116/O4
  • 邮发代号:12-312
  • 获奖情况:
  • 物理学类核心期刊,2000年获中国科学院优秀期刊二等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:7320