新型杂化波导：低损耗超小模面积研究

"低损耗超小模面积杂化表面等离激元波导是一种创新的光学器件设计，它涉及到在矩形金属沟槽内插入两块矩形硅核的杂化波导结构。通过有限元方法进行分析，该研究着重探讨了在1550纳米波长下，两介质核间距、核的高度、宽度以及核与金属间距离对有效模面积和传播距离的影响。研究发现，利用左右或中间狭缝的场增强效应，可以实现低损耗且模面积极小的杂化模式。当介质核与金属间的距离较大时，5纳米的缝隙能使有效模面积显著减小至原来的约七分之一，同时传播距离略有增加，可达到50个波长左右。此外，随着中间缝隙变窄（非零值），模面积更小，传播距离更长，而介质核高度的提高基本不会改变模面积，但会增加传播距离。相反，当介质核与金属的距离较小时，更小的中间缝隙和介质核宽度会导致模面积进一步减小。" 本文是《光学学报》2015年第35卷第6期刊登的一篇学术论文，由许丹、黄勇刚、王小云、何浩、何海龙等人共同撰写。该研究工作归属吉首大学物理与机电工程学院。文章中，作者们应用了光学器件、杂化表面等离激元波导、有限元理论等概念，深入探讨了影响波导性能的关键参数，为设计高效低损耗的光学设备提供了理论依据。 关键词涵盖了光学器件的优化设计、杂化表面等离激元波导的特性、有限元理论的应用、有效模面积的控制以及传播距离的延长，这些都是在微纳光学领域中极其重要的研究方向。通过这种新型的波导结构，未来可能实现更高效的光信息传输和处理，对于光通信、光子集成电路以及光学传感器等领域具有潜在的应用价值。 文章的中图分类号为0439，文献标识码为A，国际DOI编码为10.3788/AOS201535.0623003，显示了其在学术界的正规性和可引用性。该研究不仅在理论层面有重要贡献，还为实际光学器件的设计和优化提供了实用的指导。