[发明专利]基于非对称纳米沟槽结构宽带SPPs单向激发器及控制方法

摘要

本发明公开了一种基于非对称纳米沟槽结构宽带SPPs单向激发器及控制方法。本发明的宽带表面等离激元单向激发器包括金属薄膜；在金属薄膜的表面设置有主纳米沟槽；在主纳米沟槽的底部一侧设置有附加纳米沟槽，形成非对称纳米沟槽结构；通过操控结构中主纳米沟槽和附加纳米沟槽的深度调控所激发SPPs的相对振幅和相位差，实现了SPPs的单向激发，进一步，使纳米沟槽内不同模式之间的干涉效应变得对波长的依赖不敏感，从而实现了带宽达到220nm的宽带SPPs的单向激发器。本发明的SPPs的单向激发器同时还具有高SPPs激发效率和高消光比等高性能，和几百纳米的超小尺寸，有利于高度集成，因此在超高集成度SPPs光子回路中将获得广泛应用。

主权项

一种宽带表面等离激元单向激发器，其特征在于，所述宽带表面等离激元单向激发器包括：金属薄膜；在金属薄膜的表面设置有主纳米沟槽；在主纳米沟槽的底部一侧设置有附加纳米沟槽，附加纳米沟槽的宽度小于主纳米沟槽的宽度，形成非对称纳米沟槽结构；以电场方向垂直于纳米沟槽的线偏振紧聚焦高斯光作为入射光，从正面正入射到非对称纳米沟槽结构；在金属表面激发的表面等离激元SPPs有三种不同的来源：正入射的紧聚焦高斯光在主纳米沟槽的槽口直接激发的SPPs、主纳米沟槽中的一阶波导模式在主纳米沟槽的槽口激发的SPPs和主纳米沟槽中的二阶波导模式在主纳米沟槽的槽口激发的SPPs；通过同时调整主纳米沟槽的深度以及附加纳米沟槽的深度，使得正入射的紧聚焦高斯光和主纳米沟槽中的一阶波导模式在一侧所激发的SPPs的总和与二阶波导模式在同侧激发的SPPs的振幅相等、相位相反，二者互相抵消，形成完美消光；与此同时，正入射的紧聚焦高斯光和主纳米沟槽中的一阶波导模式在另一侧所激发的SPPs的总和与二阶波导模式在另一侧激发的SPPs刚好振幅相等、相位相同，二者相干相长，从而获得SPPs的单向激发。