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金属-光折变材料复合全息结构对表面等离激元的波前调控

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谌璐, 陈跃刚. 2019: 金属-光折变材料复合全息结构对表面等离激元的波前调控, 物理学报, 68(6): 177-185. doi: 10.7498/aps.68.20181664
引用本文: 谌璐, 陈跃刚. 2019: 金属-光折变材料复合全息结构对表面等离激元的波前调控, 物理学报, 68(6): 177-185. doi: 10.7498/aps.68.20181664
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Chen Lu, Chen Yue-Gang. 2019: Surface plasmon polaritons' propagation controlled by metal-photorefractive material composite holographical structure, Acta Physica Sinica, 68(6): 177-185. doi: 10.7498/aps.68.20181664
Citation: Chen Lu, Chen Yue-Gang. 2019: Surface plasmon polaritons' propagation controlled by metal-photorefractive material composite holographical structure, Acta Physica Sinica, 68(6): 177-185. doi: 10.7498/aps.68.20181664
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金属-光折变材料复合全息结构对表面等离激元的波前调控

  • 贵州大学物理学院,贵阳,550025

Surface plasmon polaritons' propagation controlled by metal-photorefractive material composite holographical structure

  • 摘要: 表面等离激元(surface plasmon polaritons,SPPs)控制具有重要意义.表面电磁波全息法是在金属表面设计能有效控制SPP传输的凹槽阵列结构.本文提出一种新的SPP传输的控制方法,利用金属-光折变材料复合全息结构控制SPP传播.在金属表面覆盖一层光折变材料,两束SPP波在光折变材料内干涉生成全息结构,利用此全息结构能够控制SPP的传播.通过时域有限差分法模拟验证,结果显示,通过金属-光折变材料复合全息结构可以有效地控制SPP波束的传输,实现SPP平面波束的单点聚焦、两点聚焦,以及生成零阶和一阶高斯SPP波束.经过优化发现,光折变材料的最佳厚度为3.3 μm,最佳折射率调制度为0.06.现有SPP控制器件主要是通过离子束刻蚀,而金属-光折变材料复合全息结构不需要刻蚀,从而扩展了SPP控制的器件的制作方法,为SPPs的全光控制提供了新的思路,使SPP全光控制成为可能,进一步实现了SPP全光开关等功能.
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出版历程

金属-光折变材料复合全息结构对表面等离激元的波前调控

  • 贵州大学物理学院,贵阳,550025

摘要: 表面等离激元(surface plasmon polaritons,SPPs)控制具有重要意义.表面电磁波全息法是在金属表面设计能有效控制SPP传输的凹槽阵列结构.本文提出一种新的SPP传输的控制方法,利用金属-光折变材料复合全息结构控制SPP传播.在金属表面覆盖一层光折变材料,两束SPP波在光折变材料内干涉生成全息结构,利用此全息结构能够控制SPP的传播.通过时域有限差分法模拟验证,结果显示,通过金属-光折变材料复合全息结构可以有效地控制SPP波束的传输,实现SPP平面波束的单点聚焦、两点聚焦,以及生成零阶和一阶高斯SPP波束.经过优化发现,光折变材料的最佳厚度为3.3 μm,最佳折射率调制度为0.06.现有SPP控制器件主要是通过离子束刻蚀,而金属-光折变材料复合全息结构不需要刻蚀,从而扩展了SPP控制的器件的制作方法,为SPPs的全光控制提供了新的思路,使SPP全光控制成为可能,进一步实现了SPP全光开关等功能.

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