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介质加载型混合表面等离子体波导的损耗特性
  • ISSN号:1007-2276
  • 期刊名称:《红外与激光工程》
  • 时间:0
  • 分类:TN256[电子电信—物理电子学]
  • 作者机构:[1]燕山大学电气工程学院,河北秦皇岛066004, [2]广西师范大学电子工程学院,广西桂林541004
  • 相关基金:国家自然科学基金(61107039); 河北省自然科学基金(F2012203204); 广西师范大学博士科研启动基金
中文摘要:

为实现长距离传输及亚波长尺度的模式限制,在传统介质加载型表面等离子结构的基础上,设计了一种微孔介质加载混合表面等离子体波导,采用时域有限差分法(FDTD)对该波导模式场分布及传输特性进行了相应的研究。研究表明所设计的波导结构具有较强的局域场限制,通过在孔内填充增益介质,使混合等离子体波导的传输损耗得到了补偿,输出端的表面等离子激元实现了增益放大。结果表明,通过调整波导的几何参数和电磁参数,可以显著提高波导的场限制,降低波导本身的损耗,其中当孔与金属之间距离为44 nm时,波导的损耗达最小约为-13 d B/μm。这一设计可以为光子器件集成提供一定的理论和实验借鉴价值。

英文摘要:

In order to realize long propagation distance and achieve subwavelength mode confinement, a dielectric-loaded hybrid surface plasmonics waveguide with a nano-hole was designed, which was based on traditional dielectric-loaded surface plasmonics waveguide. The propagation properties and mode field distributions of this novel hybrid waveguide were studied using finite-difference time-domain(FDTD) method.The results show that the structure could strongly modulate the local field enhancement. Furthermore, the nano-hole was filled with gain medium which leads to a gain enhancement, and the propagation loss could be compensated. In short, adjusting the geometrical parameters can significantly improve the confinement of the SPPs fields and reduce the losses of the waveguide. It also shows that the transmission loss is up to-13 d B/μm in the case of d =44 nm. This surface plasmonics waveguide can be used for subwavelength optical confinement and applied to the field of photonic device integration and sensors.

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期刊信息
  • 《红外与激光工程》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国航天科工集团
  • 主办单位:天津津航技术物理研究所
  • 主编:张锋
  • 地址:天津市空港经济区中环西路58号
  • 邮编:300308
  • 邮箱:irla@csoe.org.cn
  • 电话:022-58168883 /4/5
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-2276
  • 国内统一刊号:ISSN:12-1261/TN
  • 邮发代号:6-133
  • 获奖情况:
  • 1996年获航天系统第五次科技期刊评比三等奖,1998年获航天系统第六次科技期刊评比二等奖,1997-2001年在天津市科技期刊评估中被评为一级期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,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:17466