OptiFDTD 应用 纳米盘谐振器等离子波导滤波器

小夏 科学 更新 2024-01-31

介绍表面等离子体激元(SPP)是由于金属中的自由电子和电介质中的电磁场相互作用而被困在金属表面的电磁波,它在垂直于界面的方向上呈指数衰减。 [1] 与绝缘体-金属-绝缘体 (IMI) 等离子体波导相比,金属-绝缘体-金属 (MIM) 波导具有很强的光学约束,并且具有可接受的 SPPS 传播距离。 纳米波导滤波器有多种类型:齿形等离子波导[2]、盘式谐振器通道跌落滤波器、矩形几何谐振器[3]和环形谐振器[4]。 在MIM波导中,有两种类型的等离子滤波器,带通滤波器和带阻滤波器。

2D FDTD模拟选择TM偏振波激发SPPS 应用正弦调制高斯脉冲光来模拟感兴趣的波长 输入场横向设置为模场剖面(使用模式求解器计算) 网格尺寸应足够小,以研究SPPS 对于谐振器,时间应足够长,以便使用脉冲时时域中的场衰减到非常小的值。 使用洛伦兹-德鲁德模型研究了银的色散。

纳米圆盘谐振器设计

仿真结果

输出记录器的功率谱*归一化为光源。 图中显示了波长为530 nm和820 nm**的两个峰。 注意:滤波器可以直接从optifdtd获得的功率谱中演示。 透射光谱可以使用参考文献 1 中的方法计算。 **注意:峰值波长处的细微差异(与参考波长相比)是由于使用了不同的金属型号。

1] hua lu, et al., tunable band-pass plasmonic w**eguide filters with nanodisk resonators,” opt. exp. vol. 18, no. 17, 17922-17927 (2010)[2] x. s. lin, et al., "tooth-shaped plasmonic w**eguide filters with nanometeric sizes,"opt. lett. 33, 2874-2876 (2008);[3] a. hosseini, et al., nanoscale surface plasmon based resonator using rectangular geometry,” appl. phys. lett. 90(18), 181102 (2007).[4] t. b. wang, et al., the transmission characteristics of surface plasmon polaritons in ring resonator,” opt. express 17(26), 24096–24101 (2009).

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