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MDM波导耦合M型谐振腔的折射率传感性能
许蒲城, 关建飞
计算物理    2025, 42 (1): 57-64.   DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8828
摘要59)   HTML1)    PDF (9735KB)(148)   

提出一种金属-电介质-金属(MDM)波导侧向耦合M型谐振腔实现高灵敏度折射率传感的等离激元波导结构。采用有限元分析法定量分析谐振腔结构参数及填充介质折射率对MDM波导透射谱线的定量影响。仿真结果显示: M型腔中的一到四阶类法布里-珀罗(FP)谐振模式与MDM主波导中金属挡板产生的反射导波模式进行耦合干涉形成四重Fano共振透射峰。该透射峰不仅具有非对称谱线形状及陡峭边沿分布, 而且峰值波长随腔长及填充媒质折射率的改变呈现近似线性变化的规律。选取长宽为400 nm×400 nm的M型谐振腔可以产生最高灵敏度为4 900 nm/RIU的一阶Fano共振透射峰。计算结果显示: 传感灵敏度与谐振腔长成正比及与谐振阶次成反比的变化规律, 为高灵敏度传感器的设计提供参考。

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含支节金属-介质-金属型等离激元波导的传输线计算模型
关建飞, 陈陶
计算物理    2023, 40 (4): 473-481.   DOI: 10.19596/j.cnki.1001-246x.8629
摘要152)   HTML2)    PDF (6555KB)(588)   

为了揭示含支节金属-介质-金属(MIM)型表面等离激元(SPPs)波导透射率谱线的形成机理, 提升基于MIM波导支节结构的微纳光学器件结构设计与性能仿真的效率, 利用MIM波导与微波传输线之间导模特征的相似性, 基于菲涅耳反射公式提出MIM波导支节的修正传输线计算模型。该模型能够有效地计算SPP波在MIM波导支节末端反射产生的附加相位延迟, 从而更加精确地计算MIM波导侧向连接的支节腔对主波导中SPPs模式透射率的调制作用。采用修正传输线模型计算MIM波导侧向耦合单、双支节腔的透射率谱曲线, 并与有限元仿真结果进行对比。结果显示该修正解析模型与经典传输线模型相比, 在预测透射率极小值波长位置方面拥有更高的精度; 同时与数值仿真过程相比, 该模型又具有更高的计算效率。

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