基于表面等离子波耦合的流体波导光栅耦合器

1

作者 王宁博 李薇 +1 位作者 王晶龙 黎永前 《微纳电子技术》 CAS 北大核心 2012年第6期401-405,共5页

提出了一种由金属光栅和流体光波导结构组成的,基于表面等离子波耦合的光栅耦合器。利用光栅的衍射效应,将金属光栅与介质分界面之间产生的表面等离子波耦合到流体光波导中,并且能够沿着流体光波导稳定地向前传播。通过采用基于有限时... 提出了一种由金属光栅和流体光波导结构组成的,基于表面等离子波耦合的光栅耦合器。利用光栅的衍射效应,将金属光栅与介质分界面之间产生的表面等离子波耦合到流体光波导中,并且能够沿着流体光波导稳定地向前传播。通过采用基于有限时域差分算法的FDTD Solutions软件对光栅耦合器进行了参数优化及特性分析,通过优化使该结构在650 nm波长下的耦合效率达到56%。此外,由于该结构对TE偏振光和TM偏振光的选择比达到70∶1,因此具有偏振器的功能。同时由于TE偏振光耦合频谱的频带宽度仅为20 nm,该结构还具有窄带滤波的作用。此外,还研究了光栅结构参数、入射角以及流体折射率对耦合频谱的影响。 展开更多

关键词 流体光波导 光栅 表面等离子波 有限时域差分(FDTD) 偏振器 窄带滤波器

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填充比对金属光栅与介质光栅激发表面等离子波的不同影响 被引量：2

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作者 黄少茹 鲁拥华 +1 位作者 王沛 明海 《量子电子学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期225-230,共6页

采用严格耦合波理论求解了不同填充比的金属光栅与金属平面覆盖介质光栅在角度调制下的共振衰减反射谱,以及它们在表面等离子体共振时的空间场分布,并对结果进行了对比分析。通过数值计算分析了金属表面等离子体波(Surface plasmon pola... 采用严格耦合波理论求解了不同填充比的金属光栅与金属平面覆盖介质光栅在角度调制下的共振衰减反射谱,以及它们在表面等离子体共振时的空间场分布,并对结果进行了对比分析。通过数值计算分析了金属表面等离子体波(Surface plasmon polariton,SPP)波矢的有效折射率N_(eff)与光栅填充比的关系,结果表明对于Au金属光栅结构,SPP的N_(eff)随着光栅填充比增加并无明显变化;而对于金属平面覆盖介质光栅结构,SPP的N_(eff)随着介质光栅填充比的增大单调递增。 展开更多

关键词 医用光学与生物技术 光栅 严格耦合波分析 表面等离子体波

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利用表面等离子体波提高铂硅红外探测器量子效率 被引量：1

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作者 康冰心 李华高 +4 位作者 王岭雪 熊平 陈红兵 李立 蔡毅 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第5期550-556,共7页

为提高铂硅肖特基势垒红外探测器的量子效率,文章将平坦的铂硅-p型硅金半接触界面设计成光栅结构,利用光栅耦合激发表面等离子波效应提高铂硅红外探测器光耦合效率.采用严格耦合波分析方法优化了光栅结构参数以及模拟了探测器在等离子... 为提高铂硅肖特基势垒红外探测器的量子效率,文章将平坦的铂硅-p型硅金半接触界面设计成光栅结构,利用光栅耦合激发表面等离子波效应提高铂硅红外探测器光耦合效率.采用严格耦合波分析方法优化了光栅结构参数以及模拟了探测器在等离子共振波长处的电场分布.最后探讨了光耦合效率与铂硅红外探测器量子效率的定量关系,发现在3～5μm波段光栅结构的量子效率较平坦结构能提高2倍多,在波长3μm和3.4μm时分别提高2.94和2.5倍. 展开更多

关键词 铂硅红外探测器 表面等离子波 光栅耦合 量子效率

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光纤表面等离子体波传感器的理论研究 被引量：10

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作者 曹振新 吴乐南 +1 位作者 王兴 戴戈 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第5期582-584,共3页

利用光纤表面等离子体共振 (SPR)技术设计了光纤表面等离子体波传感器 .该传感器与传统棱镜SPR传感器相比有很多优点 .由于引入了光纤结构 ,SPR传感器的计算变得相当复杂 .此前 ,由于不能准确计算 ,其设计主要依赖于经验 ,从而严重影响... 利用光纤表面等离子体共振 (SPR)技术设计了光纤表面等离子体波传感器 .该传感器与传统棱镜SPR传感器相比有很多优点 .由于引入了光纤结构 ,SPR传感器的计算变得相当复杂 .此前 ,由于不能准确计算 ,其设计主要依赖于经验 ,从而严重影响了所设计的传感器的性能 .根据光纤SPR传感器的特点 ,在一定条件下把斜线作为子午线来处理 ,推导了光纤SPR传感器中总反射系数的计算公式 ,实现了对光纤SPR传感器的理论计算过程 ,同时与实验结果进行了对比 ,结果表明理论计算结果与实验相吻合 ,从而为系统地分析光纤SPR传感器的性能提供了一个有效的手段 ,并且为实际设计光纤SPR传感器提供了理论依据 . 展开更多

关键词 物理光学 光纤传感器 表面等离子体波共振

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电子平行金属表面运动激励表面等离子体波研究 被引量：2

5

作者 张平 张雅鑫 +1 位作者 周俊 刘盛纲 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期234-238,共5页

从麦克斯韦方程组出发,结合边界条件,理论分析了电子平行金属表面运动所激励的表面等离子体波的色散关系等特性,分别讨论了匀速电子在金属块和金属薄膜上方运动激励表面等离子体波的两种情况。并结合粒子模拟仿真,对理论分析进行了验证。

关键词 色散关系 电子激励 金属薄膜 表面等离子体波

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应用于折射率检测的光纤表面等离子体波传感器的研究

6

作者 邱浩 梁大开 +2 位作者 温卫东 杨红 陶宝祺 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2001年第1期26-27,共2页

光纤表面等离子体波传感器具有结构简单、灵敏度高等特点 ,在机敏结构中具有非常重要的应用前景。运用光纤表面等离子体波来测量折射率是一种简便、灵敏的方法 ,我们可以利用这一特性制作出通过检测折射率对复合材料进行固化检测的光纤... 光纤表面等离子体波传感器具有结构简单、灵敏度高等特点 ,在机敏结构中具有非常重要的应用前景。运用光纤表面等离子体波来测量折射率是一种简便、灵敏的方法 ,我们可以利用这一特性制作出通过检测折射率对复合材料进行固化检测的光纤表面等离子体波传感器。 展开更多

关键词 表面等离子体波 光纤传感器 折射率

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利用表面等离子体波共振效应(SPRE)对角度与共振波长关系的研究

7

作者 曹振新 梁大开 郭明江 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期43-44,共2页

本文利用了Kretchmann模型的表面等离子体波共振效应 ,研究了共振波长对入射角变化的敏感性 ,从而为研制一种新的角度传感器提供了依据。

关键词 表面等离子体波 共振波长 入射角 共振效应 对角度

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参量变化对长程表面等离子体波特性的影响

8

作者 刘瑾 杨海马 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期221-224,共4页

为了掌握长程表面等离子体波的共振角度、共振峰半峰全宽以及衰减峰深度等重要特性,采用棱镜耦合激发介质-金属薄膜-介质对称结构中的长程表面等离子体波,研究了金属膜材料、厚度、介质折射率及介质厚度等参量变化时对长程表面等离子体... 为了掌握长程表面等离子体波的共振角度、共振峰半峰全宽以及衰减峰深度等重要特性,采用棱镜耦合激发介质-金属薄膜-介质对称结构中的长程表面等离子体波,研究了金属膜材料、厚度、介质折射率及介质厚度等参量变化时对长程表面等离子体波特性的影响。结果表明,实验中激发的长程表面等离子体波的衰减峰半峰全宽比传统的窄1~2个数量级;当介质膜厚度为500nm和1300nm时,激发的表面等离子体波的衰减深度只有薄膜厚度为700nm和1000nm时的1/2左右;随着介质膜厚度的增加,半峰全宽减小,金属膜越薄,衰减深度越深,衰减峰的半峰全宽值越小;介质膜折射率的改变对于半峰全宽的影响不明显;金属膜参量的变化将改变共振峰的位置。该研究为长程表面等离子体波的激发及应用于传感领域提供了有效依据,有利于其在波导和生物传感等方面的应用。 展开更多

关键词 物理光学 特性影响 棱镜耦合 长程表面等离子体波

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Otto结构表面等离子体波光调制器模拟计算 被引量：1

9

作者 胡忞远 朱晓 齐丽君 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第3期325-327,331,共4页

根据受抑全内反射(FTIR)光调制器的原型,结合金属表面受激所产生的表面等离子体波(SPW)与p偏振光共振并吸收光能量的性质,设计了Otto结构的SPW光调制器,通过改变Otto结构中空气间隙的大小或入射角的大小这两种方式对入射光进行调制。针... 根据受抑全内反射(FTIR)光调制器的原型,结合金属表面受激所产生的表面等离子体波(SPW)与p偏振光共振并吸收光能量的性质,设计了Otto结构的SPW光调制器,通过改变Otto结构中空气间隙的大小或入射角的大小这两种方式对入射光进行调制。针对Cu,Al,Ag3种金属以及1.064μm和0.532μm两种波长激光的情况下进行了模拟计算。结果表明,改变入射角方式的调制效果更佳,0.5°的入射角改变所引起的反射率R的变化量可达0.9以上。 展开更多

关键词 光调制器 表面等离子体波 Otto结构 受抑全内反射

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表面等离子体波衰减全反射谱的非扫描测定 被引量：2

10

作者 张继林 曹庄琪 +4 位作者 张爱华 黄澍 沈启舜 窦晓鸣 陈英礼 《光电工程》 CAS CSCD 2000年第4期14-17,共4页

提出一种利用 CCD摄象技术对表面等离子体波衰减全反射谱 ( ATR峰 )进行一次成象测量的方法。利用光学图象空间滤波技术对激光光斑进行均匀化处理 ,并利用计算机图象处理技术对 CCD摄取图象进行噪声信号的剔除和图象信号的优化 ,以及高... 提出一种利用 CCD摄象技术对表面等离子体波衰减全反射谱 ( ATR峰 )进行一次成象测量的方法。利用光学图象空间滤波技术对激光光斑进行均匀化处理 ,并利用计算机图象处理技术对 CCD摄取图象进行噪声信号的剔除和图象信号的优化 ,以及高斯分布激光光强的反高斯变换技术 ,成功地实现了 ATR峰的非扫描测量 ,避免了传统的利用步进马达驱动 θ/2 θ转角仪测量ATR峰的繁琐过程。 展开更多

关键词 全反射光谱 光谱测量 表面等离子体波衰减

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基于半导体等离子体频率光学调控的太赫兹波调制系统 被引量：1

11

作者 杨涛 葛嘉程 +1 位作者 周源 黄维 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期54-59,共6页

介绍了一种太赫兹波光学调制系统,该系统首先通过刀片与半导体之间的狭缝实现太赫兹波和太赫兹表面等离子体波之间的耦合,然后通过改变照射到本征半导体表面的光强用以调控半导体表面的等离子体频率,使得半导体表面的等离子体频率在有... 介绍了一种太赫兹波光学调制系统,该系统首先通过刀片与半导体之间的狭缝实现太赫兹波和太赫兹表面等离子体波之间的耦合,然后通过改变照射到本征半导体表面的光强用以调控半导体表面的等离子体频率,使得半导体表面的等离子体频率在有光照和无光照条件下分别大于和小于其上传输的太赫兹表面等离子体波的频率,从而实现对在半导体表面传输的太赫兹表面等离子体波以及由其耦合出的太赫兹波的强度调控。该调制方法与传统方法相比具有调控频带宽、速度快、成本低、常温工作等优点,可用于太赫兹波通讯。仿真和实验结果进一步验证了该调制系统应用的可行性。 展开更多

关键词 太赫兹 表面等离子体波 半导体 等离子体频率 载流子浓度

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基于表面等离子体共振的光纤传感技术研究 被引量：1

12

作者 张志伟 《山西电子技术》 2009年第3期80-81,共2页

提出一种基于棱镜型表面等离子体共振光强度调制的光纤传感新方法。基于理论模型,分析了棱镜的介电常数和介质的折射率对SPR传感器共振角的影响,在此基础上讨论了光强调制型SPR测量方法的可行性。该方法与已有的光强度调制型棱镜SPR传... 提出一种基于棱镜型表面等离子体共振光强度调制的光纤传感新方法。基于理论模型,分析了棱镜的介电常数和介质的折射率对SPR传感器共振角的影响,在此基础上讨论了光强调制型SPR测量方法的可行性。该方法与已有的光强度调制型棱镜SPR传感方法相比具有测量方便和可长距离应用等优点。 展开更多

关键词 保偏光纤准直器 表面等离子体波共振 溶液浓度

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离子交换波导折射率分布峰值的移动

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作者 朱小平 刘三秋 +1 位作者 朱海东 曹庄琪 《光电工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期130-132,共3页

本文提出利用表面等离子波共振(SPR)技术测量离子交换波导的表面折射率的方法。这种方法基于分析转移矩阵方法和表面等离子波技术,避免了传统方法中确定表面折射率的自由度问题,所以得到的波导表面折射率要比逆WKB法更为精确。用此方法... 本文提出利用表面等离子波共振(SPR)技术测量离子交换波导的表面折射率的方法。这种方法基于分析转移矩阵方法和表面等离子波技术,避免了传统方法中确定表面折射率的自由度问题,所以得到的波导表面折射率要比逆WKB法更为精确。用此方法研究了不同交换时间的样品,我们发现当交换达到一定的时间后,表面折射率会随交换时间的增长而下降,折射率分布峰值移向波导内部,说明这时存在一个银离子反扩散的过程,这与理论分析结论相吻合。 展开更多

关键词 离子交换波导 表面折射率 表面等离子波 折射率测量

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基于Matlab的SPR等离子体显示器仿真的研究 被引量：1

14

作者 朱彩莲 杨洋 王艳霞 《液晶与显示》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期182-185,共4页

研究了基于表面等离子体波共振效应的一种新型显示器——SPR显示器。表面等离子体波共振效应是指入射光的水平波矢与金属一电介质界面处表面等离子体波波矢相同时产生共振的现象，如果电介质的折射率是一个复数，改变折射率的实部会导... 研究了基于表面等离子体波共振效应的一种新型显示器——SPR显示器。表面等离子体波共振效应是指入射光的水平波矢与金属一电介质界面处表面等离子体波波矢相同时产生共振的现象，如果电介质的折射率是一个复数，改变折射率的实部会导致表面等离子体共振波长发生改变（可实现颜色的改变），共振强度不变，折射率越大，共振波长越长；改变折射率的虚部则会导致表面等离子体共振强度发生改变（可实现亮度的改变），共振波长不变，虚部越大衰减越严重。表面等离子体波显示器正是基于这一原理而实现了SPR显示。文章对此显示器的设计做了一定的构想，并采用了Matlab软件对SPR等离子体显示器的显示原理、颜色、亮度及多像素进行了仿真。 展开更多

关键词 SPR显示器 表面等离子体波共振 仿真

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基于金属周期槽阵列的太赫兹带阻滤波器 被引量：2

15

作者 余春燕 杨冬晓 +1 位作者 刘项 李涛 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2013年第7期803-808,共6页

提出了一种结构简单的新型太赫兹带阻滤波器。滤波器结构为内表面刻有方型槽阵列的平行平板波导。太赫兹波入射时,在周期结构表面激发出只与表面几何结构有关的表面等离子波。有限元法仿真结果表明:平行平板波导中波导模式的基模转换为... 提出了一种结构简单的新型太赫兹带阻滤波器。滤波器结构为内表面刻有方型槽阵列的平行平板波导。太赫兹波入射时,在周期结构表面激发出只与表面几何结构有关的表面等离子波。有限元法仿真结果表明:平行平板波导中波导模式的基模转换为表面等离子模式,该模式和高阶波导模式之间产生能带间隙,频率在该间隙频段内的太赫兹波将无法在波导内传播,从而实现带阻滤波功能。通过错位法,可以对该结构进行改进,使该阻带与较高频阻带间的通带增大,使结构更符合带阻滤波器的要求。通过改变两板间距,槽宽和槽深各参数可以得到不同带宽和中心频率的阻带。 展开更多

关键词 太赫兹器件 带阻滤波器 表面等离子波 能带间隙 周期槽阵列

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含矩形腔MIM波导耦合谐振效应的数值研究 被引量：1

16

作者 刘鹏华 关建飞 《光通信研究》 北大核心 2018年第2期55-59,共5页

金属-电介质-金属(MIM)等离子波导系统可以在纳米尺寸上实现光的控制,突破衍射极限,因而受到了越来越多的关注。采用时域有限差分(FDTD)法分析了一种新型MIM波导系统的耦合谐振特性。仿真结果显示,单腔耦合中,波导系统谐振波长随着谐振... 金属-电介质-金属(MIM)等离子波导系统可以在纳米尺寸上实现光的控制,突破衍射极限,因而受到了越来越多的关注。采用时域有限差分(FDTD)法分析了一种新型MIM波导系统的耦合谐振特性。仿真结果显示,单腔耦合中,波导系统谐振波长随着谐振腔高度、耦合距离的增大而蓝移,随谐振腔宽度的增大而红移;双腔耦合中,类电磁诱导透射峰值随谐振腔间距离增大而降低,该结构透射率最大值可达0.62。类电磁诱导效应可改变光的群速度,理论计算该结构的最大光延迟可达0.14ps。研究结果表明,含矩形腔MIM波导系统可在纳米尺寸上控制光的传播,为等离子纳米器件集成提供了理论参考。 展开更多

关键词 金属-电介质-金属波导 表面等离子波 电磁诱导透明

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金属纳米结构表面的光场特性分析

17

作者 李江艳 谭业武 +3 位作者 王海燕 王玉芬 甘新玲 信科 《滨州学院学报》 2017年第4期68-73,共6页

运用时域差分方法分析了不同宽度狭缝的近场强度和透过谱,在近场强度分布图中,很清楚地得到金属表面等离子体波的成像。通过理论分析知,激发金属表面等离子体波的条件为使用波矢大于真空中光波波长的倏逝波来激发。

关键词 表面等离子体波 近场 金属维纳结构 时域差分方法

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光纤SPR传感器测量液体折射率的研究 被引量：9

18

作者 曾捷 梁大开 曹振新 《压电与声光》 CSCD 北大核心 2005年第1期18-20,共3页

通过一套基于表面等离子体波共振(SPR)效应的新型光纤传感系统,对三种具有相同折射率而类型不同的液体介质进行测试。通过研究SPR传感探头在四种不同液体介质中的光谱输出特性,获得SPR光谱共振波长、最小光强反射率随液体折射率、类型... 通过一套基于表面等离子体波共振(SPR)效应的新型光纤传感系统,对三种具有相同折射率而类型不同的液体介质进行测试。通过研究SPR传感探头在四种不同液体介质中的光谱输出特性,获得SPR光谱共振波长、最小光强反射率随液体折射率、类型不同而改变的特性。这些工作为下一步使用光纤SPR传感探头进行复合材料的固化监测以及加工成型后的应变检测提供了依据。 展开更多

关键词 表面等离子体波共振(SPR) 共振波长 最小光强反射率 折射率

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共振相位调制型光纤SPR传感器理论分析与数值模拟 被引量：2

19

作者 曾捷 梁大开 +1 位作者 万艳 曾建民 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期693-697,共5页

提出了一种基于表面等离子体波共振(Surface plasmon resonance,SPR)相位调制的新型光纤传感模型。根据光波导理论和多层反射理论,构建了涉及多个共振激励参量的理论分析模型,并研究了共振相位调制型SPR效应激励机理和特性。模拟结果表... 提出了一种基于表面等离子体波共振(Surface plasmon resonance,SPR)相位调制的新型光纤传感模型。根据光波导理论和多层反射理论,构建了涉及多个共振激励参量的理论分析模型,并研究了共振相位调制型SPR效应激励机理和特性。模拟结果表明,入射光波长、纤芯折射率和金属膜介电常数实部绝对值增大,均会导致相位跃变所对应的液体折射率检测范围向高折射率方向发生偏移;而入射光角度和金属膜虚部逐渐增大,将会引起所对应的相位调制灵敏度逐渐退化。因此通过选择共振激励参量,可以实现对折射率检测范围和灵敏度的有效调节。 展开更多

关键词 共振相位 表面等离子体波 光纤结构 数值模拟

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光纤SPW传感器用于温度测试的研究

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作者 曹振新 吴乐南 梁大开 《应用科学学报》 CAS CSCD 2003年第4期385-387,共3页

光纤SPW传感器通过表面等离子体波共振来工作.在SPW传感器表层存在一层电子气,当环境温度升高,电子气的浓度将会增加,且其本身的动能加大,这将导致电子气团的共振频率发生变化.通过实验建立了共振波长和环境温度的关系,并对误差进行了分... 光纤SPW传感器通过表面等离子体波共振来工作.在SPW传感器表层存在一层电子气,当环境温度升高,电子气的浓度将会增加,且其本身的动能加大,这将导致电子气团的共振频率发生变化.通过实验建立了共振波长和环境温度的关系,并对误差进行了分析,从而进一步扩展了光纤SPW传感器的用途. 展开更多

关键词 光纤SPW传感器 温度测试 电子气 温度 浓度 动能 光纤表面等离子体波传感器

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