基于新型低损耗表面等离激元波导结构的慢光性能研究

基于金属微纳结构的慢表面等离激元可用于增强光与物质的相互作用，并且在光通讯上存在许多重要的潜在应用，是近期国际上的研究热点之一。然而，在光学波段金属固有的吸收损耗会严重阻碍慢表面等离激元器件性能的提高。本项目一方面拟采用低损耗的金属电介质复合结构，改进之前提出的金属上覆盖电介质光栅结构；另一方面，拟基于更低损耗的新型长程表面等离激元结构，开发新型低损耗慢表面等离激元波导结构，继续开展慢表面等离激元传输性能方面的研究工作。同已经报道的慢表面等离激元波导结构相比，本项目的创新点在于发展新型低损耗结构提高慢表面等离激元的传输距离、减速因子和光子寿命等，为慢表面等离激元器件的进一步开发及应用提供基础。这一研究不仅具有一定的学术价值，而且对基于金属微纳结构的慢光器件的实用化具有重要指导意义。

在国家自然科学基金的资助下，我和项目组的成员一起，系统地开展了纳米光子学方面的相关研究工作，取得了一系列原创性研究成果，在物理光学领域共发表SCI期刊论文13篇。具体成果如下：.1、提出了利用电介质波导和表面等离激元波导构成的混合纳米波导，对波导的性能比如传输损耗、模场面积等进行了系统研究，结果表明混合纳米波导同时具有损耗低、模场面积小的特点，同时拓展了该波导在光力应用方面的研究，可有效增大光力捕获纳米颗粒的有效面积。相关工作共发表SCI论文6篇。.2、提出了利用新型金属光栅结构、石墨烯慢光结构等减小表面等离激元波导的传输损耗、增大群折射率，这一方面的系统研究将对于研究光与物质的相互作用以及开发新型慢光器件提供新思路。相关工作共发表SCI论文4篇。.3、提出基于石墨烯的新型超材料用以实现光学远场超分辨成像，借助于石墨烯光学性质的可调性，可在宽频带工作，相关工作发表SCI论文1篇。.4、参与研究了基于闪耀光栅的耦合器和超材料的偏振器。相关器件具有宽带、高消光比等特点。相关研究工作共同发表SCI论文2篇。