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《中国激光》 2017年10期
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三维光场限制的混合表面等离子体纳米激光器

冯丹丹  李志全  岳中  刘同磊  白兰迪  
【摘要】:设计了一种带圆角的金属脊和低折射率空气间隙的新型混合表面等离子体波导结构。基于有限元法建立数学模型,在工作波长为489nm的可见光波段研究了该波导的电场分布、归一化模式面积、传输距离、品质因子和珀塞尔因子随金属脊曲率半径的变化情况。结果表明,调整结构参数可使波导实现超深亚波长的光场限制,同时获得较大的SPPs辐射增强倍数。在最优几何参数(纳米线半径为95nm,金属脊曲率半径为20nm)下,波导有效模式面积为0.0037λ2,品质因子为268,珀塞尔因子为65,增益阈值为0.2768μm-1,其表征激光增强值为69800。该激光器谐振腔具有超强的局域能力和激光增强能力,可以实现超深亚波长的低阈值激射。
【作者单位】燕山大学电气工程学院;
【基金】:河北省自然科学基金(F2017203316)
【分类号】:TN248
【正文快照】:
随着微纳光学的迅速发展,表面等离子体技术受到了越来越多的关注。表面等离子体激元(SPPs)[1]是介质金属分界面激发的电磁场与金属表面自由电子相互作用而形成的一种电磁表面波,具有高度局域化和近场增强的特性,因此可以突破传统光学器件的衍射极限,使之向微型化、高度集成化

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