新型SPP波导的设计与计算机分析

Abstract

目前SPP（表面等离子激元）技术应用面临的主要困难依然是SPP传播中的高损耗问题,SPP波导亚波长约束与传播距离的矛盾和SPP传播中的强烈衰减是当前表面等离子研究的关键问题。文章采用非对称介质波导结构设计了一种加载玻璃的SPP传播优化器件,应用的SPP激发模型与Kretschmann结构类似,实现了无需牺牲波导亚波长尺寸来提高SPP传播距离。FDTD（有限差分时域）方法分析结果表明:改进的波导结构能够显著增加SPP传播距离,提高电场强度,SPP传播距离提高了近20倍。对比不同厚度的薄膜层可以看出,薄膜最薄时,局域化效果最好;改进的结构显著增加了SPP耦合效果。这种加载玻璃的SPP传播优化器件为SPP在新型光子器件、宽带通信系统、微小光子回路和光电子集成等方面的应用提供了关键器件。

Keywords

• 亚波长光学;介质-金属-介质波导;加载玻璃;Kretschmann结构