金属-绝缘体-金属波导中的准周期表面等离子体布拉格光栅研究

"准周期的表面等离子体布拉格光栅的理论研究" 本文主要探讨了一种创新的光学器件——准周期的表面等离子体布拉格光栅（Surface Plasmon Bragg Gratings，SPBGs），该器件基于金属-绝缘体-金属（Metal-Insulator-Metal，MIM）波导结构。作者通过周期性地调整绝缘体层的宽度，成功地在MIM波导中形成了这种特殊的光栅结构。这种准周期性设计使得SPBGs能够在特定的结构参数下展现出两个禁止带，即SPs无法传播的频率范围。 在这些禁止带内，通过引入适当长度的缺陷层，可以诱导出SPs的缺陷模式。这些缺陷模式在1310纳米和1550纳米的中心波长处出现，这表明该光栅结构具有双频带特性，适用于多频段光信号处理。进一步，当改变缺陷层的长度时，由于表面等离子体的法布里-珀罗（Fabry-Perot）共振效应，缺陷模式的中心波长会呈现周期性变化。这种现象为光通信、光滤波和光调制等领域提供了新的可能性。 为了验证这一设计的有效性，研究者运用了电磁仿真软件Comsol进行了数值模拟。模拟结果与理论预测相吻合，证实了所提出的准周期SPBGs设计方法的正确性和实用性。这项工作对于深入理解表面等离子体的性质以及开发新型光电子器件具有重要意义，特别是在光子集成和纳米光子学领域，可能引领新的技术进步。 关键词: 光栅；布拉格反射器；表面等离子体；法布里-珀罗；电磁仿真；MIM波导 中图分类号: O436（物理学：光学） 文献标识码: A DOI: 10.3788/CJL201542.0808003 这项研究不仅丰富了对表面等离子体光子学的理解，还为实际应用提供了理论基础，有望在未来促进高性能、小型化的光学设备的发展。