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近几年,随着光栅和表面等离子体激元的相关理论和研究的进一步深入,基于表面等离激元光栅问题引起广泛关注。随着器件微型化、高集成化的发展,表面等离激元凭借其自身独特性质,对于以光栅为基础的器件的研究发展做出了巨大贡献。本文基于有限元法对表面等离激元光栅进行研究,通过COMSOL软件对介质基板上线光栅入射的平面电磁波进行了有限元仿真建模和分析,计算了横电波TE波和横磁波TM波的折射、镜面反射和一阶衍射的透射和反射系数。研究结果显示所有系数之和始终小于1,TE波入射时镜面反射系数的值随入射角而相对稳定地增大,当TM波入射时这种情况更加明显,大约一半的波被导线吸收,TM波的另一个重要特征是50~60°附近几乎不发生镜面反射。 相似文献
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基于严格耦合波理论建立了金属介质膜光栅的衍射机理模型,给出了TE模式金属介质膜光栅衍射效率的表达式.以-1级衍射效率和工作带宽为评价函数,对金属介质膜光栅的表面浮雕结构进行了优化设计.对于800 nm和1053 nm为中心的TE波,设计的金属介质膜光栅-1级衍射效率优于97%的工作带宽分别达到130 nm和150 nm,最后讨论了设计的宽光谱高衍射效率金属介质膜光栅的制备工艺容差.此研究对于提高脉宽压缩光栅的性能具有重要的意义.
关键词:
衍射效率
金属介质膜光栅
严格耦合波理论 相似文献
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位相光栅偏振特性的耦合波分析 总被引:1,自引:0,他引:1
基于麦克斯韦方程组和电磁场的边界连续条件,本文导出了位相光栅的严格的矢量耦合波衍射方程,指出了各级次衍射波之间存厢互耦合作用,并分析了光栅的偏振效应,得到光栅在不同偏振方式下的衍射特性,实验测试结果验证了理论分析和正确性。 相似文献
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表面等离子体可以将光子局域在金属表面附近, 并形成很强的近场能量密度, 可以大大提高金属表面附近分子的发光效率和光电转换吸收材料的利用率, 从而提高发光器件和光电转换器件的效率. 本文研究了在一维周期性金属-介质混合结构的光栅中表面等离子体激元的耦合条件, 给出了耦合效率随着结构和填充因子的变化, 并证明了在光栅的填充因子较高以至光栅的金属间隔较小时, 光子耦合成为表面等离子体的效率较高, 可以达到94%以上.
关键词:
表面等离子体激元
填充因子
光栅
吸收光谱 相似文献
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从纳米Ag颗粒表面等离子激元光学及表面高能电场特性两方面入手,较为系统地研究了周围介质的导电特性对表面等离子激元的影响.通过对复合薄膜紫外-可见-近红外光谱及表面增强拉曼散射光谱的分析,指出绝缘性的Al2O3介质薄膜能够起到良好的表面电场定域效果,且不会引入附加的光吸收损失;而导电性的ITO薄膜则会引入表面价电子的溢出损失,加速了表面电场的衰逝,同时引起长波方向上显著的光吸收损失.研究还表明致密的Al2O3介质薄膜能够起到良好的屏蔽作用,且纳米Ag颗粒表面等离子激元特性仅受最近邻材料特性的影响.研究结果为在硅基薄膜太阳电池中实现对纳米Ag颗粒的阻挡、寄生光吸收损失的降低以及表面高能电场的利用,提供了一条有效的解决途径. 相似文献
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Numerical analysis of plasmon polarition refractive index fiber sensors with hollow core and a long period grating 总被引:1,自引:0,他引:1
The main principle of this design is based on the efficient energy transfer between the waveguide mode (WM) and the co-directional SPP provided by a properly designed fiber long period grating (LPG). This LPG is imprinted into a waveguide fiber layer of a specially designed hollow core optical fiber. The simulations are based on the finite element method (FEM) algorithm in electromagnetics and coupled mode theory for gratings. Compared to the previous proposed structure using a fiber Bragg grating (FBG), this novel kind of sensor can greatly enhance the refractive index sensitivity, e.g., from 5.93 nm/RIU (with FBG) to 817 nm/RIU (with LPG) at the sensing refractive index of 1.40. The other advantage is that the working conditions can be performed for the well-developed telecom wavelength windows 1500-1600 nm. 相似文献
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Numerical investigation of the enhanced unidirectional surface plasmon polaritons generator 下载免费PDF全文
A unidirectional surface plasmon polaritons(SPPs) generator with greatly enhanced generation efficiency is proposed. The SPPs generator consists of an asymmetric single nanoslit coated with a polyviny alcohol(PVA) film and a silver rectangle block. The generation efficiency of this SPPs generator is investigated using the finite difference time domain method. Due to the presence of the silver rectangle block, the SPPs generation efficiency of the asymmetric single nanoslit with PVA film can be greatly enhanced and the corresponding wavelength with the maximum enhancement factor can be tuned flexibly. The influence of the structural parameters on the generation efficiency is also investigated for the enhanced unidirectional SPPs generator. 相似文献
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本文提出了一种基于微纳金属膜结构激发的表面等离激元场的分子反射镜新方案,利用中性分子与金属表面垂直方向上蓝失谐消逝波光场之间的偶极力相互作用,实现入射分子束的表面反射.理论计算了表面等离激元场的空间分布,用蒙特卡洛方法模拟了分子在该场中运动的动力学过程,得到了分子反射镜的反射率与相互作用时间和入射光强之间的关系.结果表明:当入射激光脉宽为10 ns,光强为I=1.0×109W/cm2时,纵向温度为10 mK,横向温度为1 mK的碘分子束反射效率达到55.89%,而且反射率随着入射光强的增大而增大. 相似文献
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《Photonics and Nanostructures》2014,12(5):508-514
Transmission properties of plasmonic structure arrays are simulated by finite element method. The array unit is composed of two combined triangular prisms. Results reveal that several resonant modes are found in the transmission spectra, which are due to the resonance of the surface plasmon polariton in the metal slit or to the localized surface plasmon resonance of the combined prisms. The resonant wavelengths can be tuned by changing the structural parameters of the combined prisms. In addition, the resonant modes are sensitive to small refractive index changes of the surrounding media, revealing potential detection applications in nanophotonic systems. 相似文献
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液体表面波光栅的研究 总被引:7,自引:0,他引:7
在液体表面形成的一维正弦形表面波,作为一种理想的反射式光栅,称之液体表面波光栅.本文通过它对激光束的衍射,研究液体表面与界面的物理特性. 相似文献