基于单挡板的MDM波导侧向耦合谐振腔的Fano共振及传感特性

作     者：刘加堂 李石磊 齐雅楠 陈帅 LIU Jiatang;LI Shilei;QI Yanan;CHEN Shuai

作者机构：山东理工大学物理与光电工程学院淄博255049 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2023年第52卷第10期

页      面：170-180页

核心收录：

学科分类：070207[理学-光学] 07[理学] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(No.12104261) 山东省自然科学基金(No.ZR2020QA070)。 

主　　题：表面等离激元 金属-介质-金属波导 Fano共振 品质因数 灵敏度 

摘      要：基于表面等离激元提出了一种含金属挡板的波导侧向耦合谐振腔系统。当入射光从波导的入射端进入到该结构时,谐振腔会形成较窄的离散带,金属挡板会产生较宽的连续态,较窄的离散态与较宽的连续态发生干涉时,形成两种不同模式的Fano共振谱线。采用时域有限差分法对该结构的传输特性进行了仿真计算,分别研究了结构的磁场分布、电场分布、透射特性和传感性能,根据磁场分布图和电场分布图可更好地解释Fano共振的形成机理。仿真数据分析结果表明,几何参数与介质折射率可以调节结构的传输性能。最后对结构的几何参数进行了优化处理,得到了在最优参数下,该结构产生的两个Fano共振的品质因数分别为4.502×105和1.967×105,对应的灵敏度分别为800 nm/RIU和1400 nm/RIU,均达到了较高的数值,具有良好的传感性能。所设计的耦合结构可为提高微纳光学传感器的性能提供一种可行的途径。