[发明专利]可调的近红外波段等离子双诱导透明的纳米器件

说明书

技术领域

本发明涉及一种纳米光电子设备，具体为可调的近红外波段等离子双诱导透明的纳米器件。

背景技术

由于在透明窗有强色散效应，类似一个经典电磁场诱导透明，等离子诱导透明(Plasmonic-inducedtransparency,PIT)在集成光子器件、慢光、全光数据处理、非线性光学处理等领域有潜在应用。不同的等离结构，如金属-介电材料-金属(MDM、金属光子晶体、金属分子等等，已经被用来PIT效应的探索。近年来，在这些结构中，人们极大关注MDM等离子波导被推广应用到PIT。这因为它们很容易制作和有亚波长光限制，和有一个等离子体激元传播长度。在最近的研究中，根据耦合谐振的相关干涉原理，基于MDM等离子波导结构，理论和实验在耦合谐振系统中，论述了PIT效应。在两个短矩形谐振腔耦合到一个MDM总线波导的结构中，Cao和他的合作者理论研究了PIT效应。在一个多模和短矩形谐振腔耦合到MDM总线波导结构中，他们进一步探索了PIT效应。根据PIT效应，在WDM波导中，纳米块加载矩形环，Zhan等人提出了一个微型的光学滤波器。Lu等人探索了纳米盘孔腔边耦合到MDM总线波导结构中的PIT效应。最近，基于明暗模边耦合MDM总线结构的PIT效应研究引起了人们极在的兴趣。例如，Piao等人在PIT谱响应中研究了称频谱的非对称性控制。Haus和他的合作者通过直接和间接耦合两个短矩形谐振腔，探索了PIT效应。然而，在大多数有光耦合谐振腔的MDM波导结构中，仅可以观察到一个诱导透明窗。在波导谐振系统中，通过使用两种类型结构，可以实现PIT效应。这两种结构是：一个辐射谐振腔耦合到亚辐射的谐振腔；一个失谐的谐振腔耦合到一个总线波导。一个多PIT频谱响应，作为一个重要的效应，在许多集成光子器件中，扮演着重要角色。在一个复杂的等离子波导结构中，例如，明-暗-明、明-明-暗、暗-明-暗谐振子结构，可以观察到一个双PIT响应。在文献中，梳形线槽作为明振子，矩形腔作为暗振子，Zhang和他的合作者揭示了在近红外长波长处的双PIT现象。但对于光纤通信，在长和短近红外波长处同时实现可调的双PIT频谱响应是非常重要的。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一个有三个耦合的圆柱孔谐振腔和一个矩形腔的金属-介电材料-金属的纳米波导结构，实现在长和短近红外波段处的可调PIT，以控制近红外波长的蓝移和红移。

本发明通过如下技术方案实现：

可调的近红外波段等离子双诱导透明的纳米器件，包括金属银夹层，金属银夹层内嵌有矩形腔和三个相同半径的圆柱孔腔，分别为第一圆柱孔腔、第二圆柱孔腔、第三圆柱孔腔；矩形腔、第一圆柱孔腔、第二圆柱孔腔、第三圆柱孔腔填充介电材料多晶氧化铟锡；在横截面上，第一圆柱孔腔、第二圆柱孔腔、第三圆柱孔腔组成等边三角形拓扑结构，两个圆柱孔腔的圆心距离小于两倍圆半径；圆柱孔腔轴心线垂直于矩形腔。

本发明提供的可调的近红外波段等离子双诱导透明的纳米器件，实现了在近红外波段处等离子双诱导透明，可以对近红外波长的蓝移和红移实行控制。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为实施例带有不同边耦合圆柱孔腔的结构示意图；

图3a为实施例当R＝60nm时透射频谱与d参数的依赖关系；

图3b为实施例当d＝8nm时透射频谱与dR参数的依赖关系；

图4a为实施例两个平行边耦合圆柱孔腔的总线波导的透射谱；

图4b为实施例的透射率与波长的依赖关系；

图4c为实施例在不同R参数情况下透射谱；

图5a为实施例在不同参数D情况下的透射谱；

图5b为实施例在不同参数d情况下的透射谱；

图5c为实施例在不同参数R情况下的透射谱。

具体实施方式

以下结合附图对本发明内容做进一步说明：

如图1所示，可调的近红外波段等离子双诱导透明的纳米器件，包括金属银夹层1，金属银夹层1内嵌有矩形腔5和三个相同半径的圆柱孔腔，分别为第一圆柱孔腔2、第二圆柱孔腔3、第三圆柱孔腔4；

矩形腔5、第一圆柱孔腔2、第二圆柱孔腔3、第三圆柱孔腔4填充介电材料多晶氧化铟锡；在横截面上，第一圆柱孔腔2、第二圆柱孔腔3、第三圆柱孔腔4组成等边三角形拓扑结构，两个圆柱孔腔的圆心距离小于两倍圆半径；圆柱孔腔轴心线垂直于矩形腔5。