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含有凹口的金属纳米环形共振器的本征模式分裂

王同标 刘念华 于天宝 徐旭明 廖清华

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含有凹口的金属纳米环形共振器的本征模式分裂

王同标, 刘念华, 于天宝, 徐旭明, 廖清华

Splitting of transmission modes in a nanoscale metal ring resonator with a notch

Wang Tong-Biao, Liu Nian-Hua, Yu Tian-Bao, Xu Xu-Ming, Liao Qing-Hua
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  • 提出了一种含有凹口金属纳米环形共振器结构,采用时域有限差分方法模拟了表面等离子体在这种结构中的传播特性. 详细研究了凹口的长度、位置以及环的半径对透射性质的影响,发现当凹口的长度满足一定条件,并且处于某些特定位置的时候,与没有凹口的环形共振器相比,本征透射模式会发生分裂. 随着环半径的增加,透射模式会向长波长方向移动,但不会对模式的分裂造成影响.
    A nanoscale metal ring resonator with a notch is proposed, in which the propagating characteristics of surface plasmons was studied with the help of finite-difference time-domain method. Influences of the length and position of the notch and the radius of the ring on the transmission properties of the ring resonator have been studied in detail. We found that, compared with the ring resonator without notch, the intrinsic mode of the ring resonator will split when the length and position of the notch satisfy some special conditions. In addition, the split modes will shift toward longer wavelengths as the radius of the ring increases, while the variation of the radius has no influence on the splitting behavior of the intrinsic modes.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11264029,11264030)、江西省自然科学基金(批准号:20114BAB212005)和江西省教育厅基金(批准号:GJJ12139)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11264029, 11264030), the Natural Science Foundation of Jiangxi Province, China (No. 20114BAB212005), and the Nature Science Foundation of education department of Jiangxi Province, China (Grant No. GJJ12139).
    [1]

    Raether H 1988 Surface Plasmons on smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Berlin: Springer-Verlag)

    [2]

    Ebbesen T W, Lezec H J, Ghaemi H F, Thio T, Wolff P A 1998 Nature 391 667

    [3]

    Zhang X, Liu Z 2008 Nature Mater. 7 435

    [4]

    Liu L, Han Z, He S 2005 Opt. Express 13 6645

    [5]

    Shao D B, Chen S C 2005 Appl. Phys. Lett. 86 253107

    [6]

    Wang L, Uppuluri S M, Jin E X, Xu 2006 Nano Lett. 6 361

    [7]

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

    [8]

    Lee T W, Gray S 2005 Opt. Express 13 9652

    [9]

    Gao H, Shi H, Wang C, Du C, Luo X, Deng Q, Lv Y, Lin X, Yao H 2005 Opt. Express 13 10795

    [10]

    Veronis G, Fan S 2005 Appl. Phys. Lett. 87 131102

    [11]

    Han Z, He S 2007 Opt. Commun. 278 199

    [12]

    Zhao H, Huang X, Huang J 2008 Phys. E 40 3025

    [13]

    Han Z, Liu L, Forsberg E 2006 Opt. Commun. 259 690

    [14]

    Bozhevolnyi S I, Volkov V S, Devaux E, Laluet J Y, Ebbesen T W 2006 Nature 440 508

    [15]

    Nikolajsen T, Leosson K, Bozhevolnyi S I 2004 Appl. Phys. Lett. 85 5833

    [16]

    Pile D F P, Gramotnev D K 2005 Opt. Lett. 30 1186

    [17]

    Verhagen E, Polman A, Kuipers L K 2008 Opt. Express 16 45

    [18]

    Wang B, Wang G P 2005Appl. Phys. Lett. 87 013107

    [19]

    Liu J Q, Wang L L, He M D, Huang W Q, Wang D, Zou B S, Wen S 2008 Opt. Express 16 4888

    [20]

    Han Z, Forsberg E, He S 2007 IEEE Photon. Technol. Lett. 19 91

    [21]

    Long Y B, Zhang J, Wang G P 2009 Acta Phys. Sin. 58 7722 (in Chinese) [龙拥兵, 张剑, 汪国平 2009 物理学报 58 7722]

    [22]

    Shen Y, Fan D H, Fu J W, Yu G P 2011 Acta Phys. Sin. 60 117302 (in Chinese) [沈云, 范定寰, 傅继武, 于国萍 2011 物理学报 60 117302]

    [23]

    Zhong M L, Li S, Xiong Z H, Zhang Z Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 027803 (in Chinese) [钟明亮, 李山, 熊祖洪, 张中月 2012 物理学报 61 027803]

    [24]

    Chen Y Y, Qin L, Tong C Z, Wang L J 2013 Acta Phys. Sin. 62 167301 (in Chinese) [陈泳屹, 秦莉, 佟存柱, 王立军 2013 物理学报 62 167301]

    [25]

    Chen L, Zhang T, Li X 2013 Chin. Phys. B 22 077301

    [26]

    Boltasseva A, Bozhevolnyi S, Sondergaard T, Nikolajsen T, Leosson K 2005 Opt. Express 13 4237

    [27]

    Xiao S, Liu L, Qiu M 2006 Opt. Express 14 2932

    [28]

    Hosseini A, Massoud Y 2007 Appl. Phys. Lett. 90 181102

    [29]

    Lin X S, Huang X G 2008 Opt. Lett. 33 2874

    [30]

    Wang T B, Wen X W, Yin C P, Wang H Z 2009 Opt. Express 17 24096

    [31]

    Lu H, Liu X, Mao D, Wang L, Gong Y 2010 Opt. Express 18 17922

    [32]

    Wang G, Lu H, Liu X, Mao D, Duan L 2011 Opt. Express 19 3513

    [33]

    Setayesh A, Mirnaziry S R, Abrishamian M S 2011 J. Opt. 13 035004

    [34]

    Chen P, Liang R, Huang Q, Xu Y 2011 Opt. Commun. 284 4795

    [35]

    Zand I, Mahigir A, Pakizeh T, Abrishamian M S 2012 Opt. Express 20 7516

    [36]

    Kaminow I P, Mammel W L, Weber P 1974 Appl. Opt. 13 396

    [37]

    Rakic A D, Djurisic A B, Elazar J M, Majewski M L 1998 Appl. Opt. 37 5271

  • [1]

    Raether H 1988 Surface Plasmons on smooth and Rough Surfaces and on Gratings (Berlin: Springer-Verlag)

    [2]

    Ebbesen T W, Lezec H J, Ghaemi H F, Thio T, Wolff P A 1998 Nature 391 667

    [3]

    Zhang X, Liu Z 2008 Nature Mater. 7 435

    [4]

    Liu L, Han Z, He S 2005 Opt. Express 13 6645

    [5]

    Shao D B, Chen S C 2005 Appl. Phys. Lett. 86 253107

    [6]

    Wang L, Uppuluri S M, Jin E X, Xu 2006 Nano Lett. 6 361

    [7]

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

    [8]

    Lee T W, Gray S 2005 Opt. Express 13 9652

    [9]

    Gao H, Shi H, Wang C, Du C, Luo X, Deng Q, Lv Y, Lin X, Yao H 2005 Opt. Express 13 10795

    [10]

    Veronis G, Fan S 2005 Appl. Phys. Lett. 87 131102

    [11]

    Han Z, He S 2007 Opt. Commun. 278 199

    [12]

    Zhao H, Huang X, Huang J 2008 Phys. E 40 3025

    [13]

    Han Z, Liu L, Forsberg E 2006 Opt. Commun. 259 690

    [14]

    Bozhevolnyi S I, Volkov V S, Devaux E, Laluet J Y, Ebbesen T W 2006 Nature 440 508

    [15]

    Nikolajsen T, Leosson K, Bozhevolnyi S I 2004 Appl. Phys. Lett. 85 5833

    [16]

    Pile D F P, Gramotnev D K 2005 Opt. Lett. 30 1186

    [17]

    Verhagen E, Polman A, Kuipers L K 2008 Opt. Express 16 45

    [18]

    Wang B, Wang G P 2005Appl. Phys. Lett. 87 013107

    [19]

    Liu J Q, Wang L L, He M D, Huang W Q, Wang D, Zou B S, Wen S 2008 Opt. Express 16 4888

    [20]

    Han Z, Forsberg E, He S 2007 IEEE Photon. Technol. Lett. 19 91

    [21]

    Long Y B, Zhang J, Wang G P 2009 Acta Phys. Sin. 58 7722 (in Chinese) [龙拥兵, 张剑, 汪国平 2009 物理学报 58 7722]

    [22]

    Shen Y, Fan D H, Fu J W, Yu G P 2011 Acta Phys. Sin. 60 117302 (in Chinese) [沈云, 范定寰, 傅继武, 于国萍 2011 物理学报 60 117302]

    [23]

    Zhong M L, Li S, Xiong Z H, Zhang Z Y 2012 Acta Phys. Sin. 61 027803 (in Chinese) [钟明亮, 李山, 熊祖洪, 张中月 2012 物理学报 61 027803]

    [24]

    Chen Y Y, Qin L, Tong C Z, Wang L J 2013 Acta Phys. Sin. 62 167301 (in Chinese) [陈泳屹, 秦莉, 佟存柱, 王立军 2013 物理学报 62 167301]

    [25]

    Chen L, Zhang T, Li X 2013 Chin. Phys. B 22 077301

    [26]

    Boltasseva A, Bozhevolnyi S, Sondergaard T, Nikolajsen T, Leosson K 2005 Opt. Express 13 4237

    [27]

    Xiao S, Liu L, Qiu M 2006 Opt. Express 14 2932

    [28]

    Hosseini A, Massoud Y 2007 Appl. Phys. Lett. 90 181102

    [29]

    Lin X S, Huang X G 2008 Opt. Lett. 33 2874

    [30]

    Wang T B, Wen X W, Yin C P, Wang H Z 2009 Opt. Express 17 24096

    [31]

    Lu H, Liu X, Mao D, Wang L, Gong Y 2010 Opt. Express 18 17922

    [32]

    Wang G, Lu H, Liu X, Mao D, Duan L 2011 Opt. Express 19 3513

    [33]

    Setayesh A, Mirnaziry S R, Abrishamian M S 2011 J. Opt. 13 035004

    [34]

    Chen P, Liang R, Huang Q, Xu Y 2011 Opt. Commun. 284 4795

    [35]

    Zand I, Mahigir A, Pakizeh T, Abrishamian M S 2012 Opt. Express 20 7516

    [36]

    Kaminow I P, Mammel W L, Weber P 1974 Appl. Opt. 13 396

    [37]

    Rakic A D, Djurisic A B, Elazar J M, Majewski M L 1998 Appl. Opt. 37 5271

  • [1] 马涛, 马家赫, 刘恒, 田永生, 刘少晖, 王芳. 一种电光可调的铌酸锂/钠基表面等离子体定向耦合器. 物理学报, 2022, 71(5): 054205. doi: 10.7498/aps.71.20211217
    [2] 张利胜. 基于金纳米阵列表面等离子体驱动的光催化特性. 物理学报, 2021, 70(23): 235202. doi: 10.7498/aps.70.20210424
    [3] 王芳, 张龙, 马涛, 王旭, 刘玉芳, 马春旺. 一种低损耗的对称双楔形太赫兹混合表面等离子体波导. 物理学报, 2020, 69(7): 074205. doi: 10.7498/aps.69.20191666
    [4] 马婧, 刘冬冬, 王继成, 冯延. 基于金属狭缝阵列的各向异性偏振分束器. 物理学报, 2018, 67(9): 094102. doi: 10.7498/aps.67.20172292
    [5] 蔡昕旸, 王新伟, 张玉苹, 王登魁, 方铉, 房丹, 王晓华, 魏志鹏. 铟锡氧化物薄膜表面等离子体损耗降低的研究. 物理学报, 2018, 67(18): 180201. doi: 10.7498/aps.67.20180794
    [6] 李志全, 张明, 彭涛, 岳中, 顾而丹, 李文超. 基于导模共振效应提高石墨烯表面等离子体的局域特性. 物理学报, 2016, 65(10): 105201. doi: 10.7498/aps.65.105201
    [7] 裴佳楠, 蒋大勇, 田春光, 郭泽萱, 刘如胜, 孙龙, 秦杰明, 侯建华, 赵建勋, 梁庆成, 高尚. 包埋Pt纳米粒子对金属-半导体-金属结构ZnO紫外光电探测器性能的影响. 物理学报, 2015, 64(6): 067802. doi: 10.7498/aps.64.067802
    [8] 刘亚青, 张玉萍, 张会云, 吕欢欢, 李彤彤, 任广军. 光抽运多层石墨烯太赫兹表面等离子体增益特性的研究. 物理学报, 2014, 63(7): 075201. doi: 10.7498/aps.63.075201
    [9] 洪霞, 郭雄彬, 方旭, 李衎, 叶辉. 基于表面等离子体共振增强的硅基锗金属-半导体-金属光电探测器的设计研究. 物理学报, 2013, 62(17): 178502. doi: 10.7498/aps.62.178502
    [10] 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. 物理学报, 2013, 62(13): 135201. doi: 10.7498/aps.62.135201
    [11] 张利伟, 赵玉环, 王勤, 方恺, 李卫彬, 乔文涛. 各向异性特异材料波导中表面等离子体的共振性质. 物理学报, 2012, 61(6): 068401. doi: 10.7498/aps.61.068401
    [12] 程木田. 经典光场相干控制金属纳米线表面等离子体传输. 物理学报, 2011, 60(11): 117301. doi: 10.7498/aps.60.117301
    [13] 胡海峰, 蔡利康, 白文理, 张晶, 王立娜, 宋国峰. 基于表面等离子体的太赫兹光束方向调控的模拟研究. 物理学报, 2011, 60(1): 014220. doi: 10.7498/aps.60.014220
    [14] 李山, 钟明亮, 张礼杰, 熊祖洪, 张中月. 偏振方向及结构间耦合作用对空心方形银纳米结构表面等离子体共振的影响. 物理学报, 2011, 60(8): 087806. doi: 10.7498/aps.60.087806
    [15] 黄茜, 王京, 曹丽冉, 孙建, 张晓丹, 耿卫东, 熊绍珍, 赵颖. 纳米Ag材料表面等离子体激元引起的表面增强拉曼散射光谱研究. 物理学报, 2009, 58(3): 1980-1986. doi: 10.7498/aps.58.1980
    [16] 陈华, 汪力. 金属导线偶合THz表面等离子体波. 物理学报, 2009, 58(7): 4605-4609. doi: 10.7498/aps.58.4605
    [17] 宋国峰, 张宇, 郭宝山, 汪卫敏. 表面等离子体调制单模面发射激光器的研究. 物理学报, 2009, 58(10): 7278-7281. doi: 10.7498/aps.58.7278
    [18] 花 磊, 宋国峰, 郭宝山, 汪卫敏, 张 宇. 中红外下半导体掺杂调制的表面等离子体透射增强效应. 物理学报, 2008, 57(11): 7210-7215. doi: 10.7498/aps.57.7210
    [19] 周仁龙, 陈效双, 曾 勇, 张建标, 陈洪波, 王少伟, 陆 卫, 李宏建, 夏 辉, 王玲玲. 金属光子晶体平板的超强透射及其表面等离子体共振. 物理学报, 2008, 57(6): 3506-3513. doi: 10.7498/aps.57.3506
    [20] 高建霞, 宋国峰, 郭宝山, 甘巧强, 陈良惠. 表面等离子体调制的纳米孔径垂直腔面发射激光器. 物理学报, 2007, 56(10): 5827-5830. doi: 10.7498/aps.56.5827
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-07-24
  • 修回日期:  2013-09-30
  • 刊出日期:  2014-01-05

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