基于填充液晶的金属狭缝阵列结构对光束的调控

利用表面等离子体调控光束传输,在微纳集成光学及光通信领域有广泛应用。提出了一种狭缝中填充液晶的金属微纳阵列结构理论设计。利用表面等离子体传输效应,通过设定狭缝宽度、外加电场改变液晶的方位角控制相位延迟等参数,设计不同新颖效果的金属微纳光学透镜。利用时域有限差分(FDTD)法对三狭缝、六狭缝及五狭缝阵列结构进行数值模拟表明,上述结构分别实现光束偏转、光分束及光聚焦效果。偏转角、分束角及焦点位置随着狭缝宽度及方位角的改变而变化,从而实现对光束的调控作用。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。     

基于MIM结构等离子体波导定向耦合器

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。