双平行圆柱形MDM纳米棒等离子体波导的传输特性分析

编号：NMJS03726

篇名：双平行圆柱形MDM纳米棒等离子体波导的传输特性分析

作者：李志全； 孟靓； 朱君； 童凯； 王志斌；

关键词：MDM； 等离子体波导； 传输特性； 时域有限差分法；

机构： 燕山大学电气工程学院；

摘要： 设计了一种由双平行圆柱形纳米棒构成的金属-介质-金属(MDM)型等离子体波导,采用时域有限差分方法(FDTD)分析了波导结构的传输特性。当光波垂直主轴入射时,电磁场被很好地局限在两纳米棒所形成的中间区域以及介质层中,从而在该波导中能够有效地耦合电磁场能量。在工作波长为1 550 nm的情况下,随着内层金属芯半径的增大,有效折射率减小,传播距离增大;而中间介质层厚度增大时,有效折射率增大,传播距离减小。当外层金属壳厚为20 nm时,电场可以很好地被限制在纳米棒的介质层内。上述结果表明:通过调整波导结构的几何参数可以显著提高金属纳米棒的场限制,降低波导本身的损耗,使波导的有效折射率和传播长度达到最优化。这种等离子体波导能够实现亚波长的光限制,可以应用于光子器件集成和传感器领域。