《人工表面電漿激元及相關低頻亞波長器件》是依託浙江大學，由沈林放擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：人工表面電漿激元及相關低頻亞波長器件
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：沈林放
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
人工電漿激元（SSPPs）技術，是一項控制低頻波（微波或太赫茲波）傳播的嶄新技術。基於SSPPs機制，微波和太赫茲波可以被約束在遠小于波長的範圍內，即實現亞波長約束。這種技術為微波器件和太赫茲器件的小型化，以及相關器件系統的高度集成，提供了一條非常有效的新途徑。本申請項目將從理論和實驗二方面來開展SSPPs及相關亞波長器件的研究。理論研究主要有：（1）各種典型金屬表面周期結構上的SSPPs的特性；（2）基於SSPPs機制的微波/太赫茲波的亞波長波導；（3）基於SSPPs機制的微波/太赫茲波的亞波長諧振腔；（4）SSPPs濾波器。根據我們的實驗條件，實驗研究在微波段開展，主要研究有：（1）微波輻射與SSPPs的耦合技術；（2）微波頻率下金屬表面周期結構上SSPPs的實驗分析；（3）微波亞波長波導特性（包括彎曲損耗）的實驗分析。本項目的研究不僅有學術意義，還有潛在的套用前景。
結題摘要
在過去的三年中，為微波和太赫茲領域器件小型化及其集成目標的驅動，人工表面電漿激元[designer (or spoof) surface plasmon polaritons,簡稱人工SPPs]研究已取得了巨大的進展。三年前，我們在本項目申請時曾預言，人工表面電漿激元在三維系統中的亞波長導波，以及在此基礎上的器件套用，將是未來幾年的研究熱點，而三年來的研究發展狀況，證實了我們的預測。由於我們的研究目標抓住了研究領域前沿的關鍵問題，這三年來，我們完成了一系列具有顯著創新性的研究成果。我們提出和（理論和實驗）研究了四種人工表面電漿激元的導波方案，它們分別是金屬表面單排周期孔結構，人工峽道電漿激元（designer channel plasmon polaritons，簡稱人工CPPs）波導及其改進的緊湊結構，人工鍥形電漿激元波導。其中人工CPPs具有亞波長約束、較大傳播長度和90度直角彎曲無損傳輸，以及適合平面集成等優點，應該是目前最佳的人工SPPs導波方案。其它導波方案也各具顯著優點，存在著各方面的套用前景。這些研究成果不僅為人工SPPs走向實際套用提供了路徑，而且增進了人們對人工SPPs物理性質的深入了解，因此它們已成為該領域研究進展中引人注目的組成部分，目前經常為國外同行在發表論文時所引用。除了人工SPPs波導外，我們在人工表面電漿激元的基本物理以及人工SPPs功能器件等方面，也完成了很多的理論和實驗研究工作，目前這些工作大部分已發表在國際學術期刊上。近年來，人工SPPs概念也開始套用於紅外波段，那裡自然的SPPs約束已經不理想，通過引入周期結構而形成一種人工與自然混合的SPPs，可以解決亞波長約束的難題，我們在這方面也取得了比較令人滿意的研究成果。此外，圍繞SPPs及人工電磁材料這個大方向，我們在SPPs光天線、單向電磁表面波以及非互易電磁波或光器件等方面，也做出了很多富有創新性的研究成果。三年來，我們已在Appl. Phy. Lett., Opt. Lett., IEEE Photon. Technol. Lett. , Plasmonics等國際學術期刊上發表了20篇（SCI）論文（還有數篇在投或即將發表），很多研究成果得到了國外同行專家的高度肯定與好評。
