搜索

x

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

深亚波长约束的表面等离子体纳米激光器研究

黄洪 赵青 焦蛟 梁高峰 黄小平

深亚波长约束的表面等离子体纳米激光器研究

黄洪, 赵青, 焦蛟, 梁高峰, 黄小平
PDF
导出引用
导出核心图
  • 本文提出了一种新颖的基于半导体纳米线/空气间隙/金属薄膜 复合结构的表面等离子体纳米激光器, 并给出了理论研究和仿真分析. 这种结构通过金属界面的表面等离子体模式与高增益介质纳米线波导模式耦合, 从而使场增强效应得到显著提高. 同时通过数值仿真研究, 得到该混合波导结构的模式特性和增益阈值随空气槽宽度、纳米线半径的变化规律, 表明它可以实现对输出光场的深亚波长约束, 同时保持低损耗传输和高场强限制能力. 通过最优化选择, 最终得到纳米等离子体激光器的最优结构尺寸.
    • 基金项目: 国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号: 2011CB301805);国家国际科技合作专项项目(批准号: OS20122R0151)和国家高技术研究发展计划(863计划)(批准号: 2011AA7022016, 2011AA8095044)资助的课题.
    [1]

    Duan X F, Huang Y, Agarwal R, Lieber C M 2003 Nature 421 241

    [2]

    Sorger V J, Ye Z L, Oulton R F, Wang Y, Bartal G, Yin X B, Zhang X 2011 Nature Communications 2 331

    [3]

    Oulton R F, Sorger V J, Zentraf T, Ma R M, Gladden C, Dai L, Bartal G, Zhang X 2009 Nature 461 629

    [4]

    Noginov M A, Zhu G, Belgrave A M, Bakker R, Shalaev V M, Narimanov E E, Stout S, Herz E, Suteewong T, Winsner U 2009 Nature 460 1110

    [5]

    Barnes W L, Dereux A, Ebbesen T W 2003 Nature 424 824

    [6]

    Zijlstra P, Chon J W M, Gu M 2009 Nature 459 410

    [7]

    Fujii M, Leuthold J, Freude W 2009 IEEE Photon. Technol. Lett. 21 362

    [8]

    Bian Y S, Zheng Z, Liu Y, Liu J, Zhu J S, Zhou T 2011 Opt. Exp. 19 22417

    [9]

    Zhu L 2010 IEEE photon. Technol. Lett. 22 535

    [10]

    Oulton R F, Sorger V J, Genor D A, Pile D F P, Zhang X 2008 Nature Photon. 2 496

    [11]

    Bian Y S, Zheng Z, Liu Y, Zhu J S, Zhou T 2011 IEEE photon. Technol. Lett. 23 884

    [12]

    Raether H 1986 Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (New York, London: Springer-Verlag) p8

    [13]

    Selvan S T, Hayakawa T, Nogami M 1999 Phys. Chem. B 103 7064

    [14]

    Chen X, Zhao Q, Fang L, Wang C T, Luo X G 2011 High Power Laser and Partical Beams 23 806 (in Chinese) [陈欣, 赵青, 方亮, 王长涛, 罗先刚 2011 强激光与粒子束 23 806]

    [15]

    Liang G F, Zhao Q, Chen X, Wang C T, Zhao Z Y, Luo X G 2012 Acta Phys. Sin. 10 104203 (in Chinese) [梁高峰, 赵青, 陈欣, 王长涛, 赵泽宇, 罗先刚 2012 物理学报 10 104203]

    [16]

    Sun H B, Maeda M, Takada K, Chon J W M, Gu M, Kawata S 2003 Appl. Phys. Lett. 83 819

    [17]

    Taflove A, Hagness S C 2005 Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method (Boston London: Artech House) p354

    [18]

    Zhang Y Q, Ge D B 2009 Acta Phys. Sin. 58 4573 (in Chinese) [张玉强, 葛德彪 2009 物理学报 58 4573]

    [19]

    Chen L, Li X, Wang G P, Li W, Chen S H, Xiao L, Gao D S 2012 IEEE J. Lightwave Technol. 30 163

    [20]

    Chen L, Zhang T, Li X, Huang W P 2012 Opt. Exp. 20 20535

    [21]

    Coldren L A, Corzine S W 1995 Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits Hoboken (NewYork: Wiley Interscience Publication)

  • [1]

    Duan X F, Huang Y, Agarwal R, Lieber C M 2003 Nature 421 241

    [2]

    Sorger V J, Ye Z L, Oulton R F, Wang Y, Bartal G, Yin X B, Zhang X 2011 Nature Communications 2 331

    [3]

    Oulton R F, Sorger V J, Zentraf T, Ma R M, Gladden C, Dai L, Bartal G, Zhang X 2009 Nature 461 629

    [4]

    Noginov M A, Zhu G, Belgrave A M, Bakker R, Shalaev V M, Narimanov E E, Stout S, Herz E, Suteewong T, Winsner U 2009 Nature 460 1110

    [5]

    Barnes W L, Dereux A, Ebbesen T W 2003 Nature 424 824

    [6]

    Zijlstra P, Chon J W M, Gu M 2009 Nature 459 410

    [7]

    Fujii M, Leuthold J, Freude W 2009 IEEE Photon. Technol. Lett. 21 362

    [8]

    Bian Y S, Zheng Z, Liu Y, Liu J, Zhu J S, Zhou T 2011 Opt. Exp. 19 22417

    [9]

    Zhu L 2010 IEEE photon. Technol. Lett. 22 535

    [10]

    Oulton R F, Sorger V J, Genor D A, Pile D F P, Zhang X 2008 Nature Photon. 2 496

    [11]

    Bian Y S, Zheng Z, Liu Y, Zhu J S, Zhou T 2011 IEEE photon. Technol. Lett. 23 884

    [12]

    Raether H 1986 Surface Plasmons on Smooth and Rough Surfaces and on Gratings (New York, London: Springer-Verlag) p8

    [13]

    Selvan S T, Hayakawa T, Nogami M 1999 Phys. Chem. B 103 7064

    [14]

    Chen X, Zhao Q, Fang L, Wang C T, Luo X G 2011 High Power Laser and Partical Beams 23 806 (in Chinese) [陈欣, 赵青, 方亮, 王长涛, 罗先刚 2011 强激光与粒子束 23 806]

    [15]

    Liang G F, Zhao Q, Chen X, Wang C T, Zhao Z Y, Luo X G 2012 Acta Phys. Sin. 10 104203 (in Chinese) [梁高峰, 赵青, 陈欣, 王长涛, 赵泽宇, 罗先刚 2012 物理学报 10 104203]

    [16]

    Sun H B, Maeda M, Takada K, Chon J W M, Gu M, Kawata S 2003 Appl. Phys. Lett. 83 819

    [17]

    Taflove A, Hagness S C 2005 Computational Electrodynamics: The Finite-Difference Time-Domain Method (Boston London: Artech House) p354

    [18]

    Zhang Y Q, Ge D B 2009 Acta Phys. Sin. 58 4573 (in Chinese) [张玉强, 葛德彪 2009 物理学报 58 4573]

    [19]

    Chen L, Li X, Wang G P, Li W, Chen S H, Xiao L, Gao D S 2012 IEEE J. Lightwave Technol. 30 163

    [20]

    Chen L, Zhang T, Li X, Huang W P 2012 Opt. Exp. 20 20535

    [21]

    Coldren L A, Corzine S W 1995 Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits Hoboken (NewYork: Wiley Interscience Publication)

  • 引用本文:
    Citation:
计量
  • 文章访问数:  1846
  • PDF下载量:  1313
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2012-11-10
  • 修回日期:  2013-02-27
  • 刊出日期:  2013-07-05

深亚波长约束的表面等离子体纳米激光器研究

  • 1. 电子科技大学物理电子学院, 成都 610054
    基金项目: 

    国家重点基础研究发展计划(973计划)(批准号: 2011CB301805)

    国家国际科技合作专项项目(批准号: OS20122R0151)和国家高技术研究发展计划(863计划)(批准号: 2011AA7022016, 2011AA8095044)资助的课题.

摘要: 本文提出了一种新颖的基于半导体纳米线/空气间隙/金属薄膜 复合结构的表面等离子体纳米激光器, 并给出了理论研究和仿真分析. 这种结构通过金属界面的表面等离子体模式与高增益介质纳米线波导模式耦合, 从而使场增强效应得到显著提高. 同时通过数值仿真研究, 得到该混合波导结构的模式特性和增益阈值随空气槽宽度、纳米线半径的变化规律, 表明它可以实现对输出光场的深亚波长约束, 同时保持低损耗传输和高场强限制能力. 通过最优化选择, 最终得到纳米等离子体激光器的最优结构尺寸.

English Abstract

参考文献 (21)

目录

    /

    返回文章
    返回