基于表面等离子激元的高效MIM滤波器设计与应用

本文主要探讨了一种基于表面等离子激元的创新设计——拱型谐振腔滤波器。这种滤波器采用了边界耦合的方法，其结构由金属-介质-金属（MIM）纳米谐振腔波导构成，特别地，它包含一个拱型谐振腔和一个矩阵波导管。作者运用了有限元方法（FEM）进行深入的仿真分析，对滤波器的传输特性曲线、谐振波长以及磁场分布进行了详尽研究。 通过FEM模拟的结果，发现该滤波器表现出显著的特性。首先，其传输特性曲线平滑，这意味着信号在不同频率下的传输性能稳定。其次，滤波器的通带非常平坦，这意味着信号在特定频率范围内传输时，衰减极小，有利于信号的高效传输。此外，拱型腔滤波器拥有较宽的带宽，这使得它能够在光通信波段的三个重要通信窗口内实现精确的通道选择，对于光通信系统来说，这意味着更高的数据传输效率和更宽的信息承载能力。 值得注意的是，滤波器的通带透射率高达0.976，这意味着在工作频率范围内，信号几乎无损地通过，而阻带透射率仅为0.001，这确保了对非工作频率的有效抑制，实现了理想的滤波效果。这样的特性使得该滤波器在高密度光集成电路和纳米光学领域具有广阔的应用前景，比如在光纤通信、集成光路设计以及纳米光学器件中，能够提高信号处理的精度和可靠性。 总结来说，基于表面等离子激元的拱型谐振腔滤波器的设计利用了边界耦合的优势，结合了MIM结构的优良性能，通过FEM技术实现了高效、精确的光信号过滤。这一创新设计不仅提升了滤波器的性能指标，还为其在现代光通信和纳米光学领域的实际应用提供了有力的技术支持。