基于TPPs-SPPs混合模式的激发以增强单纳米缝异常透射

• 作者: 成心怡 王瑾 许吉 许敏 陆云清
• 来源期刊: 物理学报
• 关键词: 异常透射 塔姆激元 表面等离子体激元 类法布里-珀罗腔共振
• 年，卷（期）: 2016,（20）
• 所属期刊栏目: 电磁学、光学、声学、传热学、经典力学和流体动力学
• 页码范围: 113-122
• 语种: 中文
• DOI: 10.7498/aps.65.204207

摘要

单纳米金属缝结构,由于其结构紧凑、易于集成、耦合效率高,常常在基于表面等离子体激元(surfaceplasmon polaritons,SPPs)的纳米结构器件中用于构建光源.但是,单纳米缝的低透射率一直是该结构向实际应用转化中的问题;实际上,如何有效地增强其透射率一直是研究的重点.本文提出了一种有效增强单纳米缝异常透射的方法和结构,该结构由分布式布拉格反射镜(distributed bragg reflector,DBR)和金属银薄膜纳米缝构成.当TM偏振光由DBR侧入射至DBR-银纳米缝结构时,DBR-银膜界面上的塔姆激元(Tamm plasmon polaritons,TPPs)和纳米缝中的SPPs能够同时被有效激发,并相互耦合形成TPPs-SPPs混合模式,当TPPs与SPPs满足波矢匹配条件时,利用TPPs的局域场增强效应可显著提高SPPs的激发效率,结合纳米缝中的类法布里-珀罗腔共振效应,最终可实现对单纳米缝异常透射率的有效增强.本文利用传输矩阵法和有限元算法分析了DBR-银纳米缝结构上单纳米缝的透射特性.经过参数优化,在银膜厚度为100 nm、纳米缝宽为11 nm时,DBR-银纳米缝结构的最大透射率为0.166,相对于TiO2银纳米缝结构(无DBR)的透射率(0.01),提高了16倍.该研究从基本物理机理出发,实现了对单纳米缝异常透射的增强,研究结果在纳米光子学、近场光学成像与探测、极化激元激光器等相关领域具有潜在的应用价值.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	陆云清	南京邮电大学光电工程学院	32	52	4.0	5.0
2	王瑾	南京邮电大学光电工程学院	29	82	5.0	7.0
3	许吉	南京邮电大学光电工程学院	21	25	3.0	3.0
4	成心怡	南京邮电大学光电工程学院	1	5	1.0	1.0
5	许敏	南京邮电大学光电工程学院	1	5	1.0	1.0