《基於耦合光柵的表面等離激元器件研究》是依託廈門大學，由王家園擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：基於耦合光柵的表面等離激元器件研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：王家園
- 依託單位：廈門大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
表面等離激元是局域在金屬-介質表面的電磁波，其場強離開金屬-介質界面距離指數衰減。利用表面等離激元可以實現亞波長尺度的光操控，進而有可能實現高集成度光子學迴路。本項目申請以金屬表面的耦合光柵為基本結構單元，開展基於表面等離激元的平面光子學器件研究為目標，主要內容包括設計:（1）一種新型聚焦器，通過將圓型光柵聚焦器中光滑的圓弧光柵結構以分立的耦合光柵近似取代以提高線偏光下的激發效率，從而避免採用徑向偏振光照明時帶來的結構光源對準困難問題;（2）表面等離激元解復用器。通過照明解復用器，能在金屬平面上實現表面等離激元的分波長聚焦。該解復用器同時具有光到表面等離激元的耦合、表面等離激元的聚焦和解復用三種功能。本項目提出通過設計耦合光柵的位置和長度來精確地調控表面等離激元的波前，為表面等離激元多功能器件設計提供了思路。
結題摘要
本項目申請以金屬表面的耦合光柵為基本結構單元，開展基於表面等離激元的平面光子學器件研究為目標，主要內容包括設計:（1）一種新型聚焦器，通過將圓型光柵聚焦器中光滑的圓弧光柵結構以分立的耦合光柵近似取代以提高線偏光下的激發效率，從而避免採用徑向偏振光照明時帶來的結構光源對準困難問題;（2）表面等離激元解復用器。通過照明解復用器，能在金屬平面上實現表面等離激元的分波長聚焦。對於新型聚焦器，通過將耦合光柵設計成包圍式的波帶片結構，線上偏振照明下實現了旋轉對稱性的超小焦點，具有約1/3波長的半寬的0.131 波長平方的尺寸。對於解波分復用器，通過對耦合光柵的二維排布進行設計，實現了(a) 能將809和873 nm兩種波長的入射光將被分別耦合、聚焦並在呈45度的兩個方向上分開的波分復用器，器件尺寸24 µm×37 µm .(b) 在一個方向上是透鏡（工作波長809 nm）而在相對垂直的方向上是SPP陣列照明器(830 nm)的多功能SPP器件。這是我們已知的基於SPP的首個多功能器件。由於器件的多功能性，將有可能取代多個單一功能的器件，從而會顯著提高光子學晶片的緊湊型和從而降低器件的整體尺寸，因此該成果為提高未來光子學器件的集成度提供了新思路。
