提出了一種新型的方形腔耦合金屬波導(dǎo)結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)由兩個(gè)相互平行的矩形金屬波導(dǎo)和一個(gè)內(nèi)嵌可連通的方形諧振腔構(gòu)成。利用方形諧振腔局域表面等離子體實(shí)現(xiàn)帶阻濾波特性,并通過多路復(fù)用實(shí)現(xiàn)雙端口全光等離子體開關(guān)。采用時(shí)域有限差分方法(FDTD)研究了方形腔的邊長、折射率和諧振距離對(duì)強(qiáng)透射特性的影響。結(jié)果表明,基于方形腔耦合金屬波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的光開關(guān)在工作中具有較好的阻帶特性和透射特性,其最大透射率可達(dá)92%,最小阻帶透射率達(dá)0.2%,工作波長范圍為607～785nm。

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圖3兩種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)在不同共振波長下的電場(chǎng)密度分布

圖2兩種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的透射光譜圖為了對(duì)方形腔耦合金屬波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)透射現(xiàn)象進(jìn)行更深入的研究，本文對(duì)可能影響波導(dǎo)結(jié)構(gòu)工作時(shí)的Tdeep和λdeep的因素S（方形腔邊長）、d（耦合波導(dǎo)長度）、n（方形腔折射率）進(jìn)行了研究和探討。首先討論結(jié)構(gòu)中方形諧振腔的邊長對(duì)濾波性能的影響。令W=100....

圖4方形腔耦合金屬波導(dǎo)結(jié)構(gòu)在不同邊長下的透射光譜及共振谷波長

為了對(duì)方形腔耦合金屬波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)透射現(xiàn)象進(jìn)行更深入的研究，本文對(duì)可能影響波導(dǎo)結(jié)構(gòu)工作時(shí)的Tdeep和λdeep的因素S（方形腔邊長）、d（耦合波導(dǎo)長度）、n（方形腔折射率）進(jìn)行了研究和探討。首先討論結(jié)構(gòu)中方形諧振腔的邊長對(duì)濾波性能的影響。令W=100nm,d=150nm,n=1，....

圖1方形腔耦合金屬波導(dǎo)結(jié)構(gòu)

式中，ε∞=3.7，ωp=9.1eV，γ=0.018eV，ε∞是ω趨于無窮大時(shí)金屬的相對(duì)介電常數(shù)，ωp是等離子振蕩頻率，γ是金屬中自由電子的碰撞衰減頻率，ω是入射光的角頻率。2結(jié)果與討論

圖2兩種波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的透射光譜圖

式中，λ為MIM波導(dǎo)的共振波長，F(xiàn)WHM為諧振半峰全寬。這兩種結(jié)構(gòu)在透射光譜中都出現(xiàn)了單共振波谷，Tdeep和λdeep分別為共振波谷的透射率和波長。方形腔邊長S=100nm，波導(dǎo)寬度W=100nm，耦合波導(dǎo)長度d=150nm。從圖中可以看出，方形腔耦合金屬波導(dǎo)結(jié)構(gòu)的共振波長λd....

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