發(fā)布時間：2021-07-07 07:50

　　本文在介紹表面等離子波導(dǎo)基本理論的基礎(chǔ)上,主要對表面等離子波導(dǎo)的若干應(yīng)用進行綜述,包括基于表面等離子波導(dǎo)實現(xiàn)的光學(xué)和微波頻段的慢波效應(yīng)、類電磁感應(yīng)透明現(xiàn)象、可調(diào)濾波器,以及通過對電磁波繞射而實現(xiàn)的隱身效應(yīng)等。最后指出該領(lǐng)域存在的問題與挑戰(zhàn),并對今后的發(fā)展趨勢進行了展望。分析認為,通過引入增益介質(zhì)、采用超導(dǎo)材料等方法降低表面等離子波導(dǎo)材料的損耗、減少工藝制作的難度是今后亟待解決的問題。 

【文章來源】：中國光學(xué). 2015,8(03)CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

金屬/介質(zhì)界面上的表面等離子激元Fig．1SPPsonthemetal/dielectricinterface

通過金屬/介質(zhì)或者磁單負材料/正常材料等類似的組合結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。3．1表面等離子波導(dǎo)中的慢光效應(yīng)減慢光傳播的速度(即實現(xiàn)慢光效應(yīng))是表面等離子激元波導(dǎo)的一個重要用途。與其它支持慢光的結(jié)構(gòu)(如諧振腔的直接耦合等)相比，表面等離子激元波導(dǎo)具有在寬頻帶內(nèi)對電磁場實現(xiàn)亞波長局域的優(yōu)勢。而且由于表面等離子激元特殊的色散關(guān)系，在色散曲線的截止頻率處，表面等離子激元具有明顯的慢波特性［20，25］，甚至能使信號停滯，利用這一點通過此類波導(dǎo)可以實現(xiàn)信號儲存。文獻［24］基于二維微帶傳輸線構(gòu)建了磁單圖2(a)基于二維微帶傳輸線構(gòu)建的MNG/DPS/MNG表面等離子波導(dǎo);(b)改變單元電容(即MNG材料的有效磁導(dǎo)率)，該波導(dǎo)內(nèi)的表面等離子在不同的截止頻率均為慢波;(c)在固定頻率(f=1．3GHz)點，表面等離子波群速度vg和相速度vp隨單元電容值(即MNG材料的有效磁導(dǎo)率)的變化趨勢［24］Fig．2(a)MNG/DPS/MNGSppswaveguidebasedontwodimensionalmicrostriplines;(b)theSPPwavespropagateslowlyatdifferentcutofffre-quencywhiletheunitcapacitor(theeffectivepermeabilityofMNGmetamaterials)ischanged;(c)thegroupvelocityvgandphasevelocityvpchangewiththeunitcapacitor［24］332中國光學(xué)第8卷

負材料/介質(zhì)/磁單負材料(MNG/DPS/MNG)波導(dǎo)，結(jié)合該結(jié)構(gòu)中表面等離子激元的色散關(guān)系對該中慢波特性進行微波實驗研究，實現(xiàn)了可調(diào)的慢波效應(yīng):慢波頻率可通過電路參數(shù)(即有效磁導(dǎo)率)調(diào)節(jié)，同一頻率點的波速度也可通過電路參數(shù)(即有效磁導(dǎo)率)調(diào)節(jié)(圖2)。其中vg為表面等離子波的群速度，vp為相速度群速度最低可達到真空中光速的1/45。圖3(a)為具有不同凹槽深度的金屬分級光柵結(jié)構(gòu)的表面等離子激元波導(dǎo)，左側(cè)凹槽深度和右側(cè)凹槽深度分別為h=50μm和h=110μm;通過該結(jié)構(gòu)可以在0.8THz的帶寬內(nèi)(0.6～1.4THz)實現(xiàn)慢光(圖3(b))，這里光的群速度變化范圍為c/107～c/102(c為光在真空中的傳播速度)，且在該波導(dǎo)色散曲線的圖3(a)具有不同凹槽深度h的金屬分級光柵結(jié)構(gòu)表面等離子激元波導(dǎo)的色散關(guān)系，插圖為分級光柵結(jié)構(gòu)分布(h=50～110μm);(b)由色散關(guān)系得出的表面等離子激元模式群速度［18］Fig．3(a)DispersionrelationsofSPPsmetalgratingwaveguidewithdifferentgroovedepth(h=50～110μm);(b)groupvelocityofSPPsfromdis-persionrelations［18］截止頻率點，光的群速度可達c/107［18］。2011年，Savo等人基于前向波和后向波簡并機制，對于微波頻段的慢光通過單負特異材料平面波導(dǎo)(磁單負材料/介質(zhì)/磁單負材料波導(dǎo)結(jié)構(gòu))進行了實驗研究，最終獲得了約1/15倍真空中光速的慢光［26］。3．2電磁感應(yīng)透明現(xiàn)象電磁感應(yīng)透明(ElectromagneticallyInducedTransparency，EIT)是量子光學(xué)研究的一個基本問題，因其具有慢光效應(yīng)、強烈非線性等突出優(yōu)點，受到了國內(nèi)外科學(xué)家的廣泛關(guān)注［27-29］。它是指利用另一束激光對原子媒質(zhì)的光學(xué)響應(yīng)進行調(diào)控，使其在原本的吸收譜線內(nèi)出現(xiàn)一個很窄的透明窗口。同時，透明?

【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于表面等離子激元的超薄金屬減色濾波器的研究[J]. 吳青峻,吳凡,孫理斌,胡曉琳,葉鳴,徐越,史斌,謝昊,夏娟,蔣建中,張冬仙.  物理學(xué)報. 2014(20)
[2]硅基混合表面等離子體納米光波導(dǎo)及集成器件[J]. 管小偉,吳昊,戴道鋅.  中國光學(xué). 2014(02)
[3]用表面等離子體共振傳感器檢測納米間距[J]. 王二偉,魚衛(wèi)星,王成,盧振武.  中國光學(xué). 2013(02)
[4]基于二維特異材料波導(dǎo)的表面電磁波的慢波實驗研究[J]. 王五松,張利偉,張冶文,方愷.  物理學(xué)報. 2013(02)



本文編號：3269245