低交叉干扰深亚波长等离子体金属/绝缘体/金属波导交叉连接器

0 下载量 47 浏览量 更新于2024-08-27 收藏 468KB PDF 举报
"Low cross-talk, deep subwavelength plasmonic metal/insulator/metal waveguide intersections with broadband tunability" 本文提出了一种低交叉干扰、深亚波长的等离子体金属/绝缘体/金属波导交叉连接器设计,旨在解决在微纳光子集成电路中的通信效率和干扰问题。该设计基于金属/绝缘体/金属腔体和波导结构,通过有限差分时间域(Finite-Difference Time-Domain, FDTD)方法分别研究了孤立腔体模式、波导模式以及腔体和波导模式的组合。 交叉连接器的关键特性在于其利用了共振隧穿效应和奇波导模的截止频率。共振隧穿是指电磁能量通过一个薄绝缘层时发生的非局域传输现象,这在本设计中提高了信号的传输效率。而奇波导模的截止频率决定了能有效传输的光波长范围,低于该频率的模式将被阻止,从而有效地消除交叉干扰,确保信号在不同波导间的独立传输。 此外,该结构具有587纳米的宽带可调性,这是通过调节腔体内空气隙的厚度来实现的。这种宽带调谐能力为光子集成电路的微型化和各种传感应用提供了可能。通过调整空气隙的尺寸,可以改变腔体的谐振频率,从而适应不同的光谱范围,适应性强,灵活性高。 在微纳尺度下,传统的光学组件由于尺寸限制常常面临高交叉干扰和低传输效率的问题。而等离子体光学因其能够在深亚波长尺度上操纵光的能力,成为了解决这些问题的有力工具。等离子体金属/绝缘体/金属波导结构利用金属材料的表面等离子体共振,能够有效压缩光的传播路径,同时增强局部电磁场强度,因此在光子集成、光通信和光传感等领域具有广阔的应用前景。 这项研究提出的新型等离子体交叉连接器不仅降低了交叉干扰,提高了传输效率,还具备宽带调谐能力,这为未来构建更复杂、性能更优的微纳光子系统奠定了基础。通过精细调控结构参数,可以进一步优化其性能,满足不同应用场景的需求。