免费论文：复合非金属-介质波导光传输个性及其集成器件本能接洽

将来的消息处置及通讯器件诉求同声具备更高的集成度和更快的处置速率。与现有的电子学体制比拟，运用光动作消息载体的光子器件本领具备带宽高、相应快、抗干预、可并行处置等诸多上风，进而克复元器件的少许固有瓶颈。但保守光子学器件因为遭到衍射极限的规范，其特性尺寸没辙冲破射程量级，这一内涵控制感化和规范了高密度光子集成的实行。而鉴于外表等离激元效力和其它新式微纳构造的光子器件的展示则为处置这一题目带来了新的契机。外表等离激元等微纳构造可冲破衍射极限的牵制，实行真实亚射程标准的光场传输。其具备的超强模场控制本领、能同声传输光/电旗号、个性可调节和控制等特殊上风使其在纳米光子学范围表露出宏大的后劲，变成实行将来超高密度集成和多功效光子芯片的要害本领兴盛目标之一。本舆论选题以探究面向光消息传输范围的低耗费、亚射程新式外表等离激元光带导和高本能集成光子器件构造为目的，从外表等离激元和介质导波形式的啮合体制等要害题目动身，中心接洽由非金属-介质形成的复合型微纳构造的关系光学导波个性。舆论辨别在超低耗费外表等离激元光带导、深亚射程外表等离激元光子器件、硅基亚射程狭缝波导等上面发展了体例的表面领会和仿真接洽处事。简直接洽实质囊括以次几个上面：1、提出并接洽了用来实行超低耗费外表等离激元形式传输的几何新器件构造。经过在非金属-介质复合器件中引入完备低传输耗费个性的非金属构造包办一维非金属基底，或沿用含有纳米气氛孔构造的介质波导包办实心介质构造，明显地贬低了搀和等离激元形式的传输耗费。个中，运用低耗费长程等离激元形式、非金属纳米线（棒）HE+1形式与完备横向对称性的介质导波形式之间的啮合效力，赢得了兼具毫米级之上传输隔绝和亚射程光场牵制本领的超低耗费长程搀和等离激元形式。与保守搀和等离激元比拟，长程搀和形式的传输耗费可减小1至2个数目级。经过将相关构造运用到有源光器件中，还可在维持保守搀和构造亚射程光场控制程度的基础下，将无耗费形式传输所需的临界资料增值系数贬低1个数目级之上。另一上面，当在非金属-介质复合波导构造中引入含有纳米气氛孔构造的介质波导时，成绩于具备狭缝效力的介质导波形式和外表等离激元形式之间的啮合，所赢得的搀和等离激元形式不只不妨赢得明显的局域场巩固效力和亚射程的模场控制本领，还可实行超低耗费传输。而将相关构造运用到等离激元纳米莱塞构造中还可同声实行形式耗费和泵浦阈值的贬低，进而具备革新鉴于保守搀和形式构造的等离激元纳米莱塞本能的远景。2、提出并接洽了用来赢得深亚射程模场控制本领的新式外表等离激元器件构造。运用完备很强光场牵制本领平局域场巩固个性的二维非金属构造扶助的外表等离激元形式，灵验地普及了保守搀和等离激元波导的模场控制本领。成绩于沟槽外表等离激元形式、边角（楔形）外表等离激元形式以及非金属纳米线TM0形式与介质导波形式的高效啮合，获得的搀和等离激元形式不只不妨接受非啮合状况下外表等离激元形式的超强光场牵制本领，并且不妨维持较低的传输耗费。该类搀和波导可在保护一致的传输隔绝的基础下，进一步收缩保守搀和等离激元器件的传输光场的模场合积，普及低反射率裂缝层中的场巩固效力，并革新高反射率介质构造内的光场控制本领。在模场控制本领上面的明显上风使得该类构造在等离激元纳米莱塞等范围完备杰出的潜伏运用远景。接洽表白，运用该类搀和构造可用来建立同声完备低泵浦阈值和深亚射程模场尺寸的等离激元莱塞件。3、对准保守介质狭缝波导没辙同声实行两个偏振态下的较强模场控制的不及，本舆论提出了一种倒T型介质狭缝光带导构造。鉴于笔直狭缝波导和绝缘衬底上的硅波导的构造，该倒T型狭缝波导能对各别偏振的形式都爆发狭缝效力，进而实行很强的光场牵制，且可实行具备各别个性的形式双反射效力。与十字形狭缝构造比拟，倒T型狭缝波导可在更大好多尺寸范畴内扶助两个形式的传输。因为其所完备的双反射和光场控制个性，该构造具备被用来建立偏振无干定向啮合器、高精巧度传感器件等远景。

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