新型SPP波導的設計與計算機分析

李 燕，陳建軍2

（1.新疆兵團廣播電視大學，烏魯木齊 830001； 2.新疆醫科大學，烏魯木齊 830001）

新型SPP波導的設計與計算機分析

李 燕1，陳建軍2

（1.新疆兵團廣播電視大學，烏魯木齊 830001； 2.新疆醫科大學，烏魯木齊 830001）

目前SPP（表面等離子激元）技術應用面臨的主要困難依然是SPP傳播中的高損耗問題，SPP波導亞波長約束與傳播距離的矛盾和SPP傳播中的強烈衰減是當前表面等離子研究的關鍵問題。文章采用非對稱介質波導結構設計了一種加載玻璃的SPP傳播優化器件，應用的SPP激發模型與Kretschmann結構類似，實現了無需犧牲波導亞波長尺寸來提高SPP傳播距離。FDTD（有限差分時域）方法分析結果表明：改進的波導結構能夠顯著增加SPP傳播距離，提高電場強度，SPP傳播距離提高了近20倍。對比不同厚度的薄膜層可以看出，薄膜最薄時，局域化效果最好；改進的結構顯著增加了SPP耦合效果。這種加載玻璃的SPP傳播優化器件為SPP在新型光子器件、寬帶通信系統、微小光子回路和光電子集成等方面的應用提供了關鍵器件。

亞波長光學；介質-金屬-介質波導；加載玻璃；Kretschmann結構

0 引 言

光子作為信息的載體，具有許多電子無法比擬的優勢。光子集成線路具有速率高、功耗低的優點，采用光子學技術研究光信息處理芯片成為必然的選擇［1-4］。但是，相對于已經成熟的電子技術，光子學中依然找不到像三極管那樣的通用集成單元，在微納光源、光互連單元及光/電轉換技術等方面還存在大量值得研究的問題，光子信號處理芯片的研究面臨許多困難［5-6］。……