基于表面等离子体激元非对称圆盘滤波器设计

来源 :华南师范大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cs_200901
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当今社会,人们对信息处理的容量和速度提出了更高的要求。为满足这一需求,光子学器件正以其具有电子学器件无法比拟的高带宽、高处理速度和低能耗等特点扮演着越来越重要的角色。正因它迎合了信息处理技术高密度和快速的要求,科学前缘的工作者们对它投入了巨大的热情与更多的关注。  从传统的微电子技术看来,其尺寸虽然可以达到几十个纳米,但是有着众多制约的因素如电子热效应,量子隧道效应、量子尺寸效应等等。以上的各种原因严重影响了其信息处理速度,更致命的是尺寸效应已成为高集成度电子器件制作的瓶颈。而光子具有比电子更强的信息携带能力,是未来科学发展的一个趋势所在,但是由于光子传输时所受到衍射极限问题,无法像微电子器件那样大规模的集成,所以光子器件的研究一直停滞不前。然而,表面等离子体技术的出现改变了这一现状,让大规模光子器件集成化变为可能。表面等离子凭着它长程传输、强局域性以及能在纳米尺寸上突破衍射等特点解决了光子器件的核心难题。  现在,我们提出了一个基于圆盘谐振腔的非对称纳米带通滤波器结构。通过时域有限差分方法(Finite-Difference Time-Domain Method,FDTD)对其传输特性进行了模拟研究。实验表明,改变纳米圆盘的半径和波导间的耦合距离可以有效的调节其传输特性。同时也发现,通过延长输入/输出端的波导长度,可以抑制滤波器输出的共振模式。基于这一特性,设计出一种二端口的解波分复用器,首次实现对圆腔中两个模式的分离,并且其透过率高达70%。这一新型的滤波器将为未来的光集成电路提供一个很好的选择。
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