金属-介质-金属多模谐振腔耦合波导中光学特性机理与应用研究

基本信息
批准号:11564014
项目类别:地区科学基金项目
资助金额:47.00
负责人:曹广涛
学科分类:
依托单位:吉首大学
批准年份:2015
结题年份:2019
起止时间:2016-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:邓艳,陈善荣,杨学弦,朱博,朱聿蔚,胡晓欢
关键词:
表面等离激元类电磁诱导透明金属介质金属波导Fano共振多模谐振腔
结项摘要

The high speed, miniaturization and high integration are considered to be the inevitable trend for the development of optical communication devices. Based on the ability of multimode cavity supporting multiple resonant modes, the plasmonic waveguide with multimode cavity does not only present interesting optical properties, but also provides us a method for the design of micro-nano photonic devices. The project will focus on the optical properties of metal-dielectric-metal (MDM) waveguide with multimode cavity. For the MDM waveguide with single, double and multiple multimode cavities, we are going to investigate the mechanisms and applications of electromagnetically induced transparency-like (EIT-like) and Fano resonance. The cases of single and double multimode cavities are the research emphases of the project. In the plasmonic waveguide system, combining the finite difference time domain (FDTD) method and theoretical analysis method, we will arrive at the effects of single EIT-like, single Fano resonance, double EIT-like, double Fano resonances, multiple EIT-like and multiple Fano resonances. Then, we will reveal the formation and evolution mechanisms of EIT-like and Fano resonance, realize the modulation of spectra and optimization of the system parameters, and discuss the applications of them in slow light, switch, filter, sensor, and so on. We expect that the findings will provide a guideline for the design of micro-nano photonic devices with high performance.

高速化、小型化和高集成化是光通信器件发展的必然趋势。基于多模谐振腔可支持多个谐振模式的特点,表面等离子体多模谐振腔耦合波导结构不仅展现出有趣的光学特性,而且为微纳光子器件的设计提供了解决方案。本项目拟围绕金属-介质-金属(MDM)多模谐振腔耦合波导中的光学特性展开研究,探讨含有单个、两个和多个多模谐振腔的MDM波导中的类电磁诱导透明(EIT-like)和Fano共振的机理与应用,重点研究单个和两个多模谐振腔的情况。通过FDTD数值模拟和理论解析相结合的方法,在MDM多模谐振腔耦合波导中实现单EIT-like、单Fano共振、双EIT-like、双Fano共振、多EIT-like和多Fano共振效应。揭示EIT-like和Fano共振的形成和演化机制,实现对光谱的有效调控及系统参数的优化,并探讨其在慢光、开关、滤波及传感等方面的应用。项目的研究成果将为高性能微纳光子器件的设计提供指导。

项目摘要

高速化、小型化和高集成化是光通信器件发展的必然趋势。基于多模谐振腔可支持多个谐振模式的特点,表面等离子体谐振腔耦合波导结构不仅展现出有趣的光学特性,而且为微纳光子器件的设计提供了解决方案。本项目围绕金属-介质-金属(MDM)谐振腔耦合波导中的光学特性展开了研究。基于FDTD数值模拟和理论解析方法,在MDM谐振腔耦合波导中实现了EIT-like和Fano共振效应,揭示了EIT-like和Fano共振的形成和演化机制,实现了对光谱的有效调控及系统参数的优化,并探讨了其在慢光、开关、滤波及传感等方面的应用。随着研究的不断推进,拓展了项目研究内容。探究了基于超表面的表面等离激元涡旋拓扑电荷数的动态切换、可调控表面等离激元二阶非线性及宽带自旋驱动的表面等离激元异常传输,实现了宽带、高效率、偏振无依赖的波前调控。项目的研究成果将为高性能微纳光子器件的设计提供指导。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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