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双缝波导结构表面等离子体可见光分束器设计 被引量：6
1
作者 王继成 刘红娇 +4 位作者 蔡增艳 吴涛 张羽婵 杜茗晗 许益平 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2014年第10期177-182,共6页
理论设计了一种金属-介质-金属(MIM)双缝结构的表面等离子体可见光分光器。利用表面等离子体效应及经典光学干涉原理,改变双缝波导结构中的填充介质、结构厚度、狭缝宽度、双缝宽度等参数,可使波长不同的两束可见光通过双缝亚波长结构... 理论设计了一种金属-介质-金属(MIM)双缝结构的表面等离子体可见光分光器。利用表面等离子体效应及经典光学干涉原理,改变双缝波导结构中的填充介质、结构厚度、狭缝宽度、双缝宽度等参数,可使波长不同的两束可见光通过双缝亚波长结构后实现表面等离子分束的效果。设计过程中采用时域有限差分法(FDTD)进行数值模拟,分别模拟计算了双缝宽度相同填充介质不同和双缝填充介质相同宽度不同两种情况下的光场分布,且都得到了较好的分束效果,最大分束比可达12。该设计结构简单,可以通过电子束刻蚀系统等实验设备加工,具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 表面光学 表面等离子体 分束器 时域有限差分算法 金属-介质-金属结构 亚波长
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基于水凝胶的颜色动态可调的金属-介质-金属结构
2
作者 倪海彬 沈依 +3 位作者 周俊萍 高绪之 倪波 常建华 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期284-292,共9页
提出一种基于聚乙烯醇水凝胶(PVA)的金属-介质-金属结构,用于实现颜色动态可调的结构色传感器。利用PVA薄膜对相对湿度的溶胀/收缩和折射率变化响应,并结合法布里-珀罗(F-P)共振效应,实现了F-P共振波长随相对湿度变化而发生偏移,结构色... 提出一种基于聚乙烯醇水凝胶(PVA)的金属-介质-金属结构,用于实现颜色动态可调的结构色传感器。利用PVA薄膜对相对湿度的溶胀/收缩和折射率变化响应,并结合法布里-珀罗(F-P)共振效应,实现了F-P共振波长随相对湿度变化而发生偏移,结构色随环境相对湿度的改变而变化。实验结果表明,当环境相对湿度在3.0%~84.2%范围内变化时,结构的颜色会发生显著变化,在CIE 1931色度空间中显示为坐标顺时针旋转,平均相对湿度灵敏度可达0.998 nm/%。该传感器色彩显示丰富,颜色随相对湿度变化明显,灵敏度较高,响应迅速,在湿度传感结合色彩显示的环境检测研究领域具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 薄膜 动态可调结构色 金属-介质-金属结构 法布里-珀罗共振 湿度传感
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多狭缝金属-介质-金属结构等离子体可见光分束器 被引量：4
3
作者 刘红娇 沈垲均 +1 位作者 王继成 陈璟 《激光与光电子学进展》 CSCD 北大核心 2015年第10期263-269,共7页
提出了金属-介质-金属(MIM)结构三缝、四缝波导结构的增强型可见光分束器。利用表面等离子体效应及经典光学干涉原理,改变多缝波导结构中的填充介质、结构厚度、狭缝宽度及缝宽度等参数,可使波长不同的两束可见光通过多缝亚波长结构后... 提出了金属-介质-金属(MIM)结构三缝、四缝波导结构的增强型可见光分束器。利用表面等离子体效应及经典光学干涉原理,改变多缝波导结构中的填充介质、结构厚度、狭缝宽度及缝宽度等参数,可使波长不同的两束可见光通过多缝亚波长结构后实现分束效果。利用时域有限差分(FDTD)法进行数值模拟,发现多狭缝结构比双缝结构有更高的分束比。上述设计结构可以通过电子束刻蚀系统等实验设备加工,可应用于集成光学及光通信领域。 展开更多
关键词 光学器件 表面等离子体激元 分束器 金属-介质-金属结构 时域有限差分法 多狭缝
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增强型局域表面等离子体共振纳米直写光刻 被引量：2
4
作者 王耀辉 何家玉 +2 位作者 王长涛 姚纳 罗先刚 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2016年第1期71-76,共6页
本文将Bowtie孔径结构与金属-介质-金属结构相结合,提出了一种新的局域表面等离子体共振纳米直写光刻结构,得益于金属-介质-金属结构中顶层透射Ag对透射光的放大增强以及底层反射Ag对透射光的反射补偿作用,聚焦光斑的尺寸得到压缩的同... 本文将Bowtie孔径结构与金属-介质-金属结构相结合,提出了一种新的局域表面等离子体共振纳米直写光刻结构,得益于金属-介质-金属结构中顶层透射Ag对透射光的放大增强以及底层反射Ag对透射光的反射补偿作用,聚焦光斑的尺寸得到压缩的同时深度得到了显著提高,理论仿真中当焦斑的FWHM为28 nm时,焦斑深度可以达到20 nm以上,这相对于传统纳米直写光刻结构,将焦斑的深度提升了4倍。随后,通过相关验证实验在光刻胶中获得了FWHM为47 nm,曝光深度为25 nm的焦斑图形,进一步证实了该结构在压缩焦斑尺寸以及提升焦斑深度上的显著优势。 展开更多
关键词 局域表面等离子体共振 纳米直写光刻 Bowtie孔径结构 金属-介质-金属结构
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双Bowtie纳米光刻结构的聚焦特性研究
5
作者 郑杰 刘贤超 +3 位作者 黄跃容 刘昀玥 陈卫东 李玲 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期216-220,共5页
Bowtie孔径结构已被广泛用于纳米直写光刻领域来获得超衍射聚焦光斑。然而,利用该结构获得的超衍射聚焦光斑呈椭圆形,影响了Bowtie结构的进一步应用。为了获得超衍射且圆形对称的聚焦光斑,本文提出了双Bowtie新型纳米光刻结构并利用Com... Bowtie孔径结构已被广泛用于纳米直写光刻领域来获得超衍射聚焦光斑。然而,利用该结构获得的超衍射聚焦光斑呈椭圆形,影响了Bowtie结构的进一步应用。为了获得超衍射且圆形对称的聚焦光斑,本文提出了双Bowtie新型纳米光刻结构并利用Comsol软件仿真模拟了该结构的焦斑对称特性和电场增强特性。结果表明利用双Bowtie结构获得了圆形对称焦斑,并且出射面的电场强度得到了增强,是入射面电场强度的22倍。本文进一步将双Bowtie结构与金属/介质/金属结构相结合,使得局域增强后的透射光的传输距离(工作距)得到了显著延长。 展开更多
关键词 Bowtie孔径结构 纳米直写光刻 电场增强特性 金属/介质/金属结构
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MIM等离子波导与介质平板波导耦合性分析
6
作者 陈华阳 关建飞 《光通信研究》 北大核心 2017年第2期65-67,共3页
提出了一种新型MIM(金属-介质-金属)等离子光波导与二维介质平板波导耦合器结构,该结构通过利用波导接口处的谐振效应来增大波导之间的耦合效率,降低传输损耗。采用FDTD(有限时域差分)法进行了数值计算,结果表明,在波长1.55μm处,谐振... 提出了一种新型MIM(金属-介质-金属)等离子光波导与二维介质平板波导耦合器结构,该结构通过利用波导接口处的谐振效应来增大波导之间的耦合效率,降低传输损耗。采用FDTD(有限时域差分)法进行了数值计算,结果表明,在波长1.55μm处,谐振腔距离接口230nm、深度为420nm时耦合效率得到大幅度提高,耦合效率比传统的耦合结构模型能够提高20%~30%。 展开更多
关键词 金属-介质-金属结构 波导接口 耦合效率 光学谐振腔
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基于MIM结构等离子体波导定向耦合器 被引量：10
7
作者 王继成 蒋亚兰 +3 位作者 王跃科 刘诚 唐宝杰 孙林 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第2期320-326,共7页
理论设计了带有扇环共振微腔的弯曲金属-介质-金属(MIM)波导结构,利用共振微腔结构控制表面等离子体波在扇环直角顶点处的定向传播。通过有限时域差分(FDTD)法计算带有扇环微腔结构的直波导透射率与波长关系,并计算扇环微腔结构与传播... 理论设计了带有扇环共振微腔的弯曲金属-介质-金属(MIM)波导结构,利用共振微腔结构控制表面等离子体波在扇环直角顶点处的定向传播。通过有限时域差分(FDTD)法计算带有扇环微腔结构的直波导透射率与波长关系,并计算扇环微腔结构与传播波导间的间隔对光学性质的影响,发现此微腔波导结构具有较高的透射率,可以在特定波长位置实现滤波效果。基于上述理论设计三路、四路弯曲波导结构,实现表面等离子体波在弯曲波导处的分束、全反射等定向传输特性。该结构具有极强的光束缚效应,在纳米尺度对光进行传输,解决了光信号的反射、传输问题,在光集成、光通讯、光信息处理等方面有较好的应用前景。 展开更多
关键词 光学器件 表面等离子体金属-介质-金属结构 光波导 光学谐振腔
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基于表面等离子激元的凸环结构金属-介质-金属滤波器设计 被引量：5
8
作者 闫云菲 张冠茂 +1 位作者 乔利涛 范观平 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期100-107,共8页
利用边界耦合的方法构造了金属-介质-金属结构滤波器,该结构由一个凸环谐振腔与一个波导管耦合而成.通过有限元法数值仿真得到了该凸环腔体波导结构的磁场分布图、透射谱线和谐振波长分布,分析了各结构参量对滤波器传输特性的影响.结果... 利用边界耦合的方法构造了金属-介质-金属结构滤波器,该结构由一个凸环谐振腔与一个波导管耦合而成.通过有限元法数值仿真得到了该凸环腔体波导结构的磁场分布图、透射谱线和谐振波长分布,分析了各结构参量对滤波器传输特性的影响.结果表明,所提出的凸环滤波器具有透射峰窄,谱线平滑等特点,且阻带透射率最低可达0.001,通带透射率最高可达0.977.增大结构参量h2和neff时,相应的透射谱会发生明显的红移,增大结构参量L1时,透射谱几乎无变化.对结构参量进行调整和优化,相应的谐振波长可分布在第一通信窗口(850nm)和第三通信窗口(1 550nm)附近,能够很好地运用于光通信中. 展开更多
关键词 表面等离子激元 金属-介质-金属结构滤波器 有限元法 凸环谐振腔 MIM波导 边界耦合 传输透射谱
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基于表面等离子激元的口径耦合多功能非对称半圆腔滤波器设计 被引量：5
9
作者 王志爽 张冠茂 +1 位作者 刘海瑞 乔利涛 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期82-89,共8页
采用口径耦合的方法构造了一种金属-介质-金属非对称结构滤波器,由两个半圆腔通过两个矩形口径与波导管相连形成.运用有限元法仿真计算获得了该结构的磁场、透射谱、带宽及边沿陡峭度分布曲线.研究结果表明,通过调节结构参数,滤波器的... 采用口径耦合的方法构造了一种金属-介质-金属非对称结构滤波器,由两个半圆腔通过两个矩形口径与波导管相连形成.运用有限元法仿真计算获得了该结构的磁场、透射谱、带宽及边沿陡峭度分布曲线.研究结果表明,通过调节结构参数,滤波器的透射曲线出现明显的红移或蓝移现象,且曲线分布平滑,其通带透射比高达0.95,阻带则具有平坦特性且透射比低至0.001,通带、阻带均具有较宽的带宽.对滤波器进行结构参数优化,可以实现类似矩形滤波器的特性,在光通信波段的三个通信窗口能够实现通道选择的滤波功能.该滤波器在微纳光学器件集成尤其是光通信系统中有良好的应用前景. 展开更多
关键词 表面等离子激元 非对称金属-介质-金属结构滤波器 有限元方法 半圆形谐振腔 口径耦合 传输透射谱
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基于表面等离子激元的多通道滤波器设计
10
作者 张兴娇 曾礼丽 +2 位作者 文如泉 廖建波 李薪蔚 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期983-991,共9页
设计了一种由一个槽型腔和两个波导耦合构建的金属-介质-金属(MDM)滤波器,并利用时域有限差分法对该结构进行了仿真研究,分析了主要结构参数对滤波器传输特性的影响。研究发现:纵向位移L_(d)对传输特性有重要影响,会导致新的谐振峰出现... 设计了一种由一个槽型腔和两个波导耦合构建的金属-介质-金属(MDM)滤波器,并利用时域有限差分法对该结构进行了仿真研究,分析了主要结构参数对滤波器传输特性的影响。研究发现:纵向位移L_(d)对传输特性有重要影响,会导致新的谐振峰出现;在一定范围内,槽腔宽度W_(c)的增加使得透射峰增加并且更均匀地分布在600~1500 nm范围内。通过参数优化最终设计了分布于550、730、920、1330 nm波段窗口附近的多通道滤波器,该设计透射峰窄、品质因子良好,且结构简单、易于集成、制作方便,能够很好地运用在波分复用系统及光通信中。 展开更多
关键词 光电子学 表面等离子激元 金属-介质-金属结构波导 时域有限差分法 传输特性
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