簡介:
表面等離子體(tǐ)激元(SPPs)是由于金屬中的自由電(diàn)子和(hé)電(diàn)介質中的電(diàn)磁場(chǎng)相互作(zuò)用而在金屬表面捕獲的電(diàn)磁波,并且它在垂直于界面的方向上(shàng)呈指數(shù)衰減。[1]
與絕緣體(tǐ)-金屬-絕緣體(tǐ)(IMI)等離子波導相比,金屬-絕緣體(tǐ)-金屬(MIM)波導具有(yǒu)很(hěn)強的光約束,對SPPs來(lái)說,其傳播距離可(kě)接受。
有(yǒu)許多(duō)種類的納米波導濾波器(qì):齒形等離子體(tǐ)波導[2],盤型諧振腔Channel drop濾波器(qì),矩形幾何諧振腔[3]以及環形諧振腔[4]。
MIM波導中,有(yǒu)兩種等離子體(tǐ)濾波器(qì),即帶通(tōng)和(hé)帶阻濾波器(qì)。
2D FDTD模拟
選擇TM偏振波激發SPPs
應用正弦調制(zhì)高(gāo)斯脈沖光來(lái)模拟感興趣的波長
輸入場(chǎng)橫向設置為(wèi)模式場(chǎng)剖面(使用模式求解器(qì)計(jì)算(suàn))
網格尺寸要小(xiǎo)到足以研究SPPs
對于諧振器(qì),仿真時(shí)間(jiān)應該足夠長,使時(shí)域內(nèi)的場(chǎng)在使用脈沖時(shí)衰減到很(hěn)小(xiǎo)的值。
用Lorentz-Drude模型對銀的色散進行(xíng)了研究。
納米盤諧振腔設計(jì)
模拟結果
輸出記錄器(qì)的功率譜*歸一化到光源。顯示波長530 nm和(hé)820 nm的兩個(gè)峰值**。
*Note:直接從OptiFDTD獲得(de)的功率譜上(shàng),可(kě)以演示濾波器(qì)。傳輸光譜可(kě)以使用參考1中的方法來(lái)計(jì)算(suàn)。
**Note:峰值波長處的細微差異(與參考相比)是由于使用了不同的金屬模型。
[1] Hua Lu, et al., “Tunable band-pass plasmonic waveguide filters with nanodisk resonators,” Opt. Exp. VOL. 18, NO. 17, 17922-17927 (2010)
[2] X. S. Lin, et al., "Tooth-shaped plasmonic waveguide filters with nanometeric sizes,"Opt. Lett. 33, 2874-2876 (2008);
[3] A. Hosseini, et al., “Nanoscale surface Plasmon based resonator using rectangular geometry,” Appl. Phys. Lett. 90(18), 181102 (2007).
[4] T. B. Wang, et al., “The transmission characteristics of surface plasmon polaritons in ring resonator,” Opt. Express 17(26), 24096–24101 (2009).
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