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Unidirectional emissions from dielectric photonic circuits decorated with plasmonic phased antenna arrays

Chinese Physics B 2014年第3期23卷 482-488页

作者：丁伟陈宇辉李志远 Laboratory of optical Physics Institute of Physics Chinese Academy of Sciences

Thanks to resonant characteristics of metallic nanoparticles, optical waves scattered from plasmonic nanoantennae can be well tailored in both amplitude and phase. We numerically demonstrate that, by varying the lengths and the lateral positions of gold nanorods in vicinity of a silicon waveguide, unidirectional emissions with typical forward-backward contrast ratio of 15 dB and directivity of 12 dB can be acquired in a plasmonic phased antenna array with sub-wavelength device length. The properties, i.e., the emission directionality and the size compactness, can be employed to control the far-field radiation pattern from a dielectric photonic circuit. Moreover, by altering the orientations of the dielectric waveguides decorated with plasmonic phased antenna arrays, we propose wireless light transportations in a layered photonic infrastructure, which may have applications in high-density photonic integrations.

关键词： surface plasmons optical properties of nanoparticles optical structures light scattering

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