基于MIM波导的Fano共振传感及慢光特性研究

来源 :北京邮电大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuddy
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表面等离激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)能够在纳米尺度上实现对光的控制,突破传统光学的衍射极限,同时具有很强的局域场增强效应,受到了研究人员的高度关注。金属-介质-金属(Metal-Insulator-Metal,MIM)波导结构是一种典型的表面等离激元波导结构,由于具有很强的模场限制,传输损耗低且电磁波传输距离长,对于SPPs模式具有良好的束缚作用,被认为在微纳光学器件和集成回路领域有着蓬勃的发展前景。本文提出多种基于MIM波导耦合谐振腔的新结构,通过结构参数的改变,研究了其对传感和慢光特性的影响,具体内容包括:1.提出一种新的MIM波导耦合矩形连通半圆环形腔的表面等离激元结构,金属狭缝的直波导的宽连续态与矩形连通半圆环形腔的窄带离散态相互干涉耦合,产生两个尖锐的Fano共振线型。作为折射率传感器最大灵敏度为1000 nm/RIU,品质因数达到4.37×104,作为温度传感器最大灵敏度为0.27nm/℃,品质因数达到2.83,作为慢光器件可以产生最大约0.215 ps的群时延,最大的群指数约为81;2.提出了双边耦合连通矩形半圆环形腔结构和加齿的连通矩形半圆环形腔结构,实现了多Fano共振的独立可调功能;3.改进一种MIM表面等离激元结构,产生了三重Fano共振效应线型。新结构作为折射率传感器时灵敏度达到了 1200 nm/RIU,共振峰的FOM值为4.71×104,慢光特性群时延达到了 0.339 ps,群指数达到了 127。
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