金屬-DBR-金屬結(jié)構(gòu)中光學(xué)Tamm態(tài)的弱耦合特性研究

李培麗, 高 輝, 欒開(kāi)智, 陸云清

南京郵電大學(xué)電子與光學(xué)工程學(xué)院 微電子學(xué)院， 江蘇 南京 210023

引 言

2005年， Kavokin等提出了光學(xué)Tamm態(tài)(OTS)的概念[1]。 OTS是一種局域界面模， 其電磁場(chǎng)局域在不同材料的分界面， 隨著遠(yuǎn)離該分界面電磁場(chǎng)強(qiáng)度逐漸變?nèi)鮗2-3]。 OTS廣泛存在于一維光子晶體異質(zhì)結(jié)和金屬-分布式Bragg反射鏡(DBR)結(jié)構(gòu)中。 與表面等離子體激元相比， OTS可由TE或TM偏振光直接激發(fā)， 無(wú)需特定的入射角， 即使是在垂直入射情形下也可以激發(fā)[4]； 其反射譜具有較窄的半高譜寬， 可用于濾波器、 高靈敏度傳感器、 極化激元激光器(有腔或無(wú)腔)、 光開(kāi)關(guān)、 增強(qiáng)Faraday旋轉(zhuǎn)、 增強(qiáng)Kerr效應(yīng)等領(lǐng)域， 因此對(duì)OTS的研究在近年來(lái)倍受關(guān)注[5-9]。 在一些存在多個(gè)OTS的系統(tǒng)中， OTS之間會(huì)發(fā)生耦合作用， 能夠產(chǎn)生許多不同的現(xiàn)象， 如出現(xiàn)本征模式分裂， 形成不同本征波長(zhǎng)的OTS， 這為OTS的應(yīng)用提供了新思路， 有著實(shí)際的或潛在的應(yīng)用價(jià)值。

2012年， 周海春等研究了對(duì)稱(chēng)DBR1-M-DBR2結(jié)構(gòu)和非對(duì)稱(chēng)DBR1-M-DBR2結(jié)構(gòu)中兩個(gè)OTS的耦合作用引起的本征模式分裂和遷移現(xiàn)象[10]； 2013年， 蔣瑤等研究了非對(duì)稱(chēng)DBR1-M-DBR2結(jié)構(gòu)中兩個(gè)OTS本征模式耦合與本征波長(zhǎng)失諧量的關(guān)系， 以控制兩個(gè)OTS的遷移[11]； 同年， Zhang等構(gòu)造的M1-QW-DBR-M2結(jié)構(gòu)中， 在加入量子阱(QW)層后， 金屬-DBR交界面處的兩個(gè)OTS耦合后會(huì)與量子阱發(fā)生強(qiáng)相互作用， 又產(chǎn)生一個(gè)反射凹峰[6]； 同年， 陳林坤等設(shè)計(jì)了一種M1-(AB)8A-M2結(jié)構(gòu)， 利用兩相同OTS耦合產(chǎn)生孿生透射峰， 實(shí)現(xiàn)可調(diào)雙頻濾波器[12]； 2015年， 陸蘇青等通過(guò)調(diào)整M1-(aba)10-M2中的金屬層厚度、 入射角度等來(lái)實(shí)現(xiàn)雙波偏振完美吸收， 吸收率可達(dá)到98%[13]；……