带有同心双圆环谐振腔的MIM波导的Fano谐振特性研究

作者：魏国强; 田晋平^*; 杨荣草; 裴为华

来源：量子光学学报, 2019, 25(03): 325-335.

• 表面等离子体光波导
• 法诺谐振
• 传输特性

本文设计了一种支持多重Fano谐振的金属-介质-金属(MIM)型表面等离子体光波导(SPW)结构,该结构由带有枝节谐振腔的直波导耦合同心双圆环谐振腔组成。利用有限元法进行数值仿真,研究了耦合距离、枝节的高度以及同心双圆环内、外环半径对Fano传输特性的影响。同时,结合磁场分布图,分析了多重Fano谐振形成的物理机理。另外,通过改变填充在同心双圆环谐振腔内介质材料的折射率研究了该结构在折射率传感器领域的应用。该波导结构具有灵敏度为1 400nm/RIU,品质因数高达1 380的传感特性。最后,本文研究了该波导结构的慢光特性,研究表明Fano峰附近的最大群折射率约为11.4,最大延迟时间约为0.076ps。这种SPW结构在纳米尺度的滤波器、折射率传感器以及慢光器件等领域有着潜在的应用前景。

• 单位
  电子工程学院; 山西大学; 中国科学院半导体研究所; 集成光电子学国家重点实验室