[发明专利]一种不依赖偏振的表面等离激元定向耦合器及其控制方法

摘要

本发明公开了一种不依赖偏振的表面等离激元定向耦合器及其控制方法。本发明提出在亚波长的脊形波导上加工不对称的有缺陷的小孔结构，实现用p偏振和s偏振入射光定向耦合出SPP模式；脊形波导只支持单个模式；由于缺陷的影响，p偏振和s偏振的入射光都可以定向地耦合出沿脊形波导传播的SPP模式；通过调整缺陷的几何参数，p偏振和s偏振的入射光耦合出的SPP模式既可以沿相同也可以沿相反方向传播；在沿相同方向传播的情况下，可以充分利用s偏振的入射光调制总的耦合出的SPP模式的强度；在沿相反方向传播的情况下，偏振编码的入射光的信息就被保留下来了，从而实现了SPP模式的耦合过程不依赖偏振。

主权项

一种表面等离激元定向耦合器，其特征在于，所述定向耦合器包括：金属薄膜、小孔、脊形波导和突起纳米颗粒；其中，在金属薄膜上设置有小孔；在金属薄膜上并位于小孔两端的位置对称地设置两个脊形波导，通过调节脊形波导的宽度w和高度h，使得脊形波导只支持单个SPP模式；在金属薄膜上且位于小孔的一侧设置突起纳米颗粒，突起纳米颗粒不完全覆盖小孔的边缘，形成有缺陷的小孔结构；入射光从背面照射有缺陷的小孔结构，电荷在有缺陷的小孔结构的尖角区域累积并形成热点；对于p偏振的入射光，电荷在脊形波导的尖角区域累积并形成热点，热点的辐射场耦合成沿着脊形波导传播的SPP模式，从而p偏振的入射光耦合成沿脊形波导传播的SPP模式；对于s偏振的入射光，电荷在突起纳米颗粒的尖角区域累积并形成热点，热点的辐射场耦合成沿着脊形波导传播的SPP模式，从而s偏振的入射光耦合成沿脊形波导传播SPP模式，实现不依赖偏振的表面等离激元定向耦合器。