硅基结构混合等离子激元波导模式特性的数值研究

作     者：赵丽美 关建飞 Zhao Limei;Guan Jianfei

作者机构：南京邮电大学光电工程学院江苏南京210023 

出 版 物：《红外与激光工程》 (Infrared and Laser Engineering)

年 卷 期：2015年第44卷第4期

页      面：1329-1334页

核心收录：

学科分类：0808[工学-电气工程] 070207[理学-光学] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 07[理学] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0704[理学-天文学] 0702[理学-物理学] 

主　　题：混合等离子体波导 表面等离子体激元 传输长度 有效模场面积 耦合长度 

摘      要：首先建立了一种由相同宽度的金属带,Si O2间隔层与Si介质脊构成的导体-夹层-硅基结构(Conductor-Gap-Silicon,CGS)的混合等离子激元波导模型,分析了间隔层的厚度以及波导宽度对模式传输特性的影响,提出了模场面积为0.08μm2与430μm传输距离的设计方案。在此基础上,通过增加数值模型中介质脊的宽度而形成硅基板CGS波导结构。数值分析结果表明:硅基板CGS波导可将模式有效折射率增至2.8,同时传输长度能够延长到1.74 mm。并且模场面积可以进一步压缩到0.025μm2。此外,硅基板CGS波导制作更加简便,并可采用现有COMS制作技术完成,进而具有较大的实用前景。