Dirac Phase interferometer in a plasmonic waveguide
通过将金属波导中的等离子体波看作传播的电偶极子和磁偶极子，我们证明了根据量子力学定律，当它们在有静态磁场的空间中传播时，会获得附加相位。这种新效应在物理上不同于传统的磁等离子现象，并且在常规实验条件下足以观察到它。
2015-05-28 physics.optics
Experimental demonstration of fiber-accessible metal nanoparticle plasmon waveguides for planar energy guiding and sensing
实验证据的模式选择倏逝波功率耦合在电信频率与效率高达75%，从锥形光纤精心设计的金属纳米粒子等离子体波导。波导由一个二维的正方形晶格光刻定义的金纳米粒子的光学薄硅膜。利用光纤拉锥分析了波导的色散和衰减特性。功率传输到这些波导中的高效率解决了传统光学器件和等离子体激元器件之间的耦合问题，并且可以导致高效等离子体激元传感器和光学开关的发展。
2004-05-20 physics.optics
A method for reduction of propagation loss of surface plasmons. Experimental demonstration of the loss reduction for Fe/MgO/AlGaAs plasmonic structure integrated with AlGaAs/GaAs optical waveguide
提出了一种有效降低表面等离子体传播损耗的方法，并进行了实验验证。该方法是基于这样的事实，即表面等离子体激元的传播损耗显着依赖于等离子体激元的光学约束。提出了一种等离子体结构，它包含一个金属和两个不同折射率的电介质层，以优化光学限制和减少表面等离子体的传播损耗。Fe/MgO/AlGaAs等离子体结构中的表面等离子体子的低传播损耗为0.17 dB/um。实验结果表明，Fe/MgO/AlGaAs中的表面等离子体激元与AlGaAs/GaAs光波导中的波导模之间的耦合效率为2.2dB/面。
2015-01-12 physics.optics
Effective electro-optic modulation in low-loss graphene-plasmonic slot waveguides
表面等离子体激元使光集中在亚波长区域内，从而打开了新的途径，使设备和加强光与物质的相互作用。在这里，我们实现了有效的电光调制的低损耗等离子体波导与石墨烯的帮助下，和设备完全集成在绝缘体上硅平台。通过有利地利用低损耗等离子体激元槽波导模式，其微弱地泄漏到衬底中，同时在金属中的两层石墨烯覆盖的槽内具有强场，我们成功地实现了我们制造的具有极低插入损耗的石墨烯-等离子体激元波导器件的0.13 dB/um的可调谐性，这优于先前报道的石墨烯-等离子体激元器件。我们的研究结果突出了石墨烯等离子体激元漏模混合波导实现用于光电应用的有源超紧凑器件的潜力。
2017-09-12 physics.optics
Strong Off-Resonant Enhancement of Spontaneous Emission in Metal-Dielectric-Metal Plasmon Waveguide Structures
本文从理论上研究了金属-介质-金属平板和缝隙波导结构中光学偶极发射极的自发发射过程。我们发现，这两种结构表现出强烈的非共振发射增强由于两个金属板之间的模式的严格限制。表面等离子体激元-极化激元激发的大幅增强使得偶极发射能够优先耦合到等离子体激元波导模式中。这些结构在创建纳米级局部光源或在集成光学电路中产生引导单等离子体中找到应用。
2008-08-11 physics.optics
Observation of the Wannier-Stark ladder in plasmonic waveguide arrays
渐逝耦合波导是研究紧束缚系统中波动力学的一个强有力的平台。在这里，我们调查的表面等离子体激元的传播介质加载的表面等离子体激元波导阵列的传播常数梯度作为一个有效的外部电位。使用泄漏辐射显微镜，我们观察到在实空间中的单站点激发的波包的周期性呼吸和振荡运动的情况下，高斯激发的多个波导。相应的动量分辨谱由等间距的模组成。我们解释这些观察作为等离子体类似物的布洛赫振荡和Wannier-Stark阶梯，分别。
2022-03-18 physics.optics
Direct measurement of plasmon propagation lengths on lithographically defined metallic waveguides on GaAs
我们目前的光学研究的矩形表面等离子体激元波导光刻限定在GaAs衬底上。使用共聚焦显微镜直接确定等离子体传播长度，在激发和检测通道中具有独立的偏振控制。表面等离子体激元发射沿波导使用光刻定义的缺陷在一端。在波导的远端，它们散射到远场，在那里它们使用CCD相机成像。通过监测来自波导末端的散射光强度的长度依赖性，我们直接提取传播长度，获得取决于波导宽度（w=2-5 μm）和激发波长（760-920 nm）的范围为LSPP = 10-40 μm的值。结果与理论预期吻合良好，证明了光刻限定结构的高质量。所获得的结果是强相关的未来半导体为基础的集成等离子体激元技术的发展。
2011-10-19 physics.optics
Light-emitting waveguide-plasmon polaritons
我们演示了在光波导中产生的光强烈耦合到金属纳米天线的周期性阵列。这种耦合产生了混合波导-等离子体激元（WPP），其经历了从等离子体激元到波导模式的嬗变，反之亦然，因为裸态的本征频率失谐通过零。在零失谐附近，该结构在远场几乎是透明的，但在波导内部维持强的局部场增强。因此，发光WPP在WPP使光消光最小化的能量和面内动量处被强烈增强。我们通过耦合谐振子的经典模型阐明了这些极化激元的不寻常性质。
2013-05-14 physics.optics
Momentum-space spectroscopy for advanced analysis of dielectric-loaded surface plasmon polariton coupled and bent waveguides
我们进行先进的辐射泄漏显微镜路由介质加载等离子体波导结构。通过直接平面成像和动量空间光谱，我们分析了耦合波导之间的能量传递作为间隙距离的函数，并揭示了弯曲几何形状的动量分布。具体来说，我们观察到一个明确的简并升降机的有效指数强相互作用的波导与耦合模理论。我们使用动量空间表示来讨论曲率对介质加载波导的影响。实验图像被成功地再现的数值和分析模型的模式在弯曲的等离子体波导中传播。
2013-05-03 physics.optics
Nano plasmon polariton modes of a wedge cross section metal waveguide
光学等离子体激元极化激元模式被限制在两个横向尺寸，以显着小于波长的开放式波导结构的尖锐的金属楔。分析揭示了两个独特的模式对应的本地化模式的楔形点和表面模式的传播突然弯曲的接口。这些预测伴随着独特的场分布和色散特性。
2008-04-15 physics.optics
Efficient coupling between dielectric waveguide modes and exterior plasmon whispering gallery modes
介电导模和等离子体激元模之间的低效率耦合在过去一直被忽视。它的耦合机理与传统的介电模间耦合有本质的不同。在定性理论分析的基础上，提出了两种增强介质波导模与外等离子体回音壁模耦合的方法。一种是利用U形弯曲波导来打破绝热模式转换过程，另一种是使高阶介电模与等离子体激元模达到相位匹配。波导的透射谱和谐振腔的能谱都表明，耦合效率可以得到很大的提高。这些简单的结构在可调谐集成光学器件、纳米激光器和传感器等方面具有广泛的应用前景。
2013-10-21 physics.optics
Waveguide-Plasmon Polariton Quasiparticles with Exceptional Point Characteristics
本研究利用非厄米物理设计混合等离激元波导结构，实现具有奇异点特性的耦合模式，增强模式对比度并提升器件调控能力，为集成光子学低功耗紧凑型器件开辟新路径。
2025-10-28 physics.optics
Unravelling the role of waveguide-plasmon strong coupling, avoided crossing and natural weak value amplification on the enhanced Faraday effect in hybrid magneto-plasmonic systems
磁等离子体激元混合系统中磁光效应的增强由于其构建非互易纳米光子器件的潜力而引起了最近的广泛关注。定量地了解增强的基本来源和贡献机制对于优化应用至关重要。在这里，我们解开的法拉第旋转和椭圆率的巨大增强的混合磁等离激元系统，即，波导磁等离激元晶体与横向电（TE）和横向磁（TM）偏振光激发的明显不同的物理起源。在TE偏振激发下，表面等离子体激元不被直接激发，由于Fano共振的谱域干涉而出现的法拉第效应的自然弱值放大是增强的主要原因。对于TM偏振激发，另一方面，波导-等离子体激元强耦合及其避免交叉的普遍表现起着有趣的作用，导致在避免交叉制度中的磁光效应的最大增强。
2022-12-21 physics.optics
Three-dimensional negative index of refraction at optical frequencies by coupling plasmonic waveguides
我们确定了一条路线，实现负折射率在光学频率的基础上耦合等离子体波导，支持向后波。我们展示了如何利用金属-介质波导对中的模态对称性来实现相位和能量的负折射。通过适当地控制相邻波导之间的耦合，可以在400 nm的自由空间波长处实现由表现出-1的各向同性折射率的一维多层堆叠组成的超材料。这里开发的一般概念可能会激发新的低损耗超材料设计接近金属等离子体频率。
2010-05-04 physics.optics
Data transmission in long-range dielectric-loaded surface plasmon polariton waveguides
在本文中，我们报告成功地传输10 Gbit/s的开关键控（OOK）调制信号，通过长距离DLSPPW的数据流的一致性几乎可以忽略不计的退化
2014-07-23 physics.optics
Controlling collective spontaneous emission with plasmonic waveguides
我们展示了一个等离子体激元的路线来控制集体自发发射的二能级量子发射。超辐射和亚辐射效应的观察距离相当于等离子体纳米通道内的工作波长。这些等离子体激元波导可以在其截止频率下提供有效的ε近零操作，并且在较高频率下提供法布里-珀罗谐振。相关的等离子体共振模式被发现有效地提高建设性（超辐射）或破坏性（亚辐射）位于波导内的不同的量子发射器之间的干涉。通过增加位于伸长的等离子体激元通道中的发射器的数量，超辐射效应在ε近零操作下增强，导致集体自发发射率的强相干增加。此外，可以改变相邻发射器之间的间隔距离及其发射波长，以动态地控制等离子体系统的集体发射性质。量子超辐射模和量子次辐射模之间的动态变化在量子比特的量子纠缠、低阈值纳米激光器和高效传感器等方面有着广阔的应用前景。
2016-10-24 physics.optics
Valley-Hall topological plasmons in a graphene nanohole plasmonic crystal waveguide
我们证明了太赫兹光波的单向和反向散射免疫传播可以实现在拓扑谷霍尔波导由石墨烯纳米孔等离子体晶体。为了获得更深入的物理见解，这些现象，石墨烯纳米孔等离子体晶体的能带图进行了研究和优化。我们发现具有属于$C_{6v}$对称群的纳米孔阵列的石墨烯等离子体晶体具有无间隙狄拉克锥，其可以通过引入额外的纳米孔而被缺口化，使得系统的对称点群从$C_{6v}$减少到$C_{3v}$。利用这一特点，我们设计了一个镜像对称的畴壁界面，通过放置在一起的两个优化的石墨烯等离子体晶体，以便在开放的带隙内构建谷极化拓扑界面模式。计算分析表明，谷-霍尔拓扑畴壁界面模可以在极深的亚波长尺度上实现，并且不依赖于外加静磁场.该工作为开发高集成度、高鲁棒性的深亚波长太赫兹等离子体波导奠定了基础。
2020-04-05 physics.optics
Adjustable subwavelength localization in a hybrid plasmonic waveguide
混合等离子体激元波导由嵌入在金属表面附近的低介电常数电介质中的高介电常数电介质层组成。这种结构被认为是最有前景的候选人之一，为远程亚波长引导。我们提出了定性分析和数值结果，揭示了特殊的波导设计的优点时，圆柱体的介电常数大于金属的介电常数的绝对值。在这种情况下，可以通过控制间隙宽度来实现任意的亚波长模式尺寸。我们的定性分析是基于考虑类的导体间隙介质系统。通过将混合等离子体激元模式扩展到单个圆柱模式和金属屏的表面等离子体激元-极化激元模式，并匹配边界条件，得到了数值解。
2013-01-16 physics.optics
Transverse Anderson localization of surface plasmon polaritons
研究了在倏逝耦合介质加载表面等离子体激元波导阵列中，无序对表面等离子体激元传播的影响。对角无序通过随机改变波导的高度来实现。泄漏辐射显微镜记录的波导阵列中的表面等离子体激元强度分布的实空间以及傅立叶空间图像。利用这些技术，我们实验证明了随着无序度的增加，表面等离子体激元的横向局域化。
2017-01-31 physics.optics
Scattering of a Single Plasmon by Three Non-equally Spaced Quantum Dots System Coupled to One-Dimensional Waveguide
采用实空间方法研究了一维表面等离子体波导中单个等离子体与三个非等间距量子点相互作用时的散射特性。结果表明，通过控制失谐量和改变量子点之间的粒子间距，可以实现单个等离子体的透射和反射的开启和关闭。通过控制量子点的跃迁频率和粒子间距，可以构建一个由三个量子点组成的半透射镜。我们还发现，控制量子点的跃迁频率和粒子间的距离，结果在零失谐附近的完整的传输峰。
2014-09-15 physics.optics
Plasmonic modulator based on gain-assisted metal-semiconductor-metal waveguide
我们研究等离子体激元调制器与增益材料实现超紧凑和超快的有源纳米器件在光子集成电路。我们分析了金属-半导体-金属（MSM）波导与InGaAsP为基础的活性材料层作为超紧凑的等离子体激元调制器。通过改变芯的增益来实现调制，这导致通过波导的不同透射率。MSM波导能够实现高场定位并因此实现高调制速度。体半导体、量子阱和量子点以水平或垂直的方式排列，被认为是MSM波导的核心。研究了波导芯尺寸和各种活性材料的增益值的依赖关系。设计还考虑了实际方面，如n和p掺杂层和势垒，以获得接近现实的结果。数值计算了MSM波导中的有效传输常数。它们在切换过程中的变化被认为是一个品质因数。我们表明，MSM波导与电流控制的增益结合紧凑性和深度调制，以及一个合理的水平的透射率。
2012-05-14 physics.optics
Suppression of crosstalk in coupled plasmonic waveguides
我们证明了通过在间隔一个波长的加载波导之间放置一个辅助线性波导来抑制两个介质波导之间的串扰。包含两条传输线的系统的总横截面尺寸小于2微米，这比由介电纤维制成的系统的横截面小百倍。这些波导中的传播模是耦合系统的对称模与反对称模之和与之差。通过匹配这些模式的波数来抑制串扰。数值模拟结果证实了解析得到的结果。
2016-11-24 physics.optics
Hybrid Surface Plasmon Polaritons (HSPPs) in Plasma-based Elliptical Waveguides with Graphene Layers
在这篇文章中，可调谐表面等离子体激元（SPP）在石墨烯基椭圆波导含有旋电层的研究。一般结构具有椭圆形横截面，其中每个旋电层被两个石墨烯层包围。DC磁偏置施加在z轴上。作为一种特殊情况，本文研究了一种新的基于等离子体的双层石墨烯椭圆结构。这种波导的品质因数（FOM）可以通过改变静磁偏置和化学掺杂来改变。在40 THz的频率下，对于B= 1 T和μc=0.9 eV，该波导的FOM为139。调整和调谐混合石墨烯-等离子体椭圆结构中SPP的传播性质的能力可以用于设计THz光谱区域中的新等离子体元件。
2023-03-14 physics.optics
Guided plasmon modes of triangular and inverted triangular cross section silver nanoridges
本文研究了银纳米脊波导中二维等离子体激元模式的传播特性，波导的截面为三角形和倒三角形。模式场分布，色散曲线，传播距离，等离子体激元脊模式的品质因数的计算与各种三角形和倒三角形波导截面的银纳米脊波导。研究发现，如果设计得当，三角形截面纳米脊波导比相同宽度的平顶纳米脊波导具有更长的传输距离和更高的品质因数。当纳米脊的三角形高度较高时，模式接近小角楔模式。倒三角形截面纳米脊模式可以被认为是两个金属楔等离子体激元模式的混合模式。当倒三角形深度增加时，传播距离和品质因数显著降低，表明与平顶纳米脊等离子体波导相比时性能较差。
2012-02-11 physics.optics
Ultra-compact and broadband tunable mid-infrared multimode interference splitter based on graphene plasmonic waveguide
提出并设计了一种基于石墨烯等离子体波导的超小型宽带可调谐中红外多模干涉分束器。该器件的尺寸仅为0.56μm*1.2μm，对应的器件面积仅约为0.014λ^2，其中λ为真空波长。当石墨烯的费米能级在0.5 ~ 1 eV范围内变化时，器件的中心波长可在7 ~ 9μm的宽波段内调谐。此外，该器件易于在芯片上制作。
2015-07-19 physics.optics
Numerical simulation studies of nano-scale Surface plasmon components: waveguides, splitters and filters
在本文中，我们从理论和数值上证明了一个二维的金属-介质-金属（MDM）波导的基础上的有限差分时域模拟的表面等离子体激元（SPPs）的传播特性。在实际应用中，我们提出了一种基于MDM结构的等离子体Y分支波导，以实现高集成度。模拟结果表明，本文提出的Y分支波导实现了大分支角（~180 °）的光分路器。我们还介绍了一个有限阵列的周期性齿结构的MDM波导的一个表面上，这是在一个类似的方式作为FBG或布拉格反射器，潜在的WDM应用的过滤器。结果表明，该结构不仅可以实现波长滤波功能，且具有92%以上的高透过率，而且与其它光栅型表面等离子体滤波器相比，该结构具有几百nm的超紧凑尺寸。MDM波导分束器和滤波器可用于实现超紧凑的光子滤波器件，以实现基于SPP的平坦金属表面的高度集成。
2009-02-09 physics.optics
Silicon Nitride Waveguides for Plasmon Optical Trapping and Sensing Applications
我们展示了一个氮化硅沟槽波导与蝴蝶结天线等离子体增强光捕获沉积。亚微米氮化硅沟槽波导的制作与传统的光学光刻在一个低成本的方式。波导不仅具有低传输损耗和高非线性的优点，而且具有微流通道和波导相结合的优点。包含在梯形沟槽通道中的分析物可以与来自下方波导的渐逝场相互作用。渐逝场可以通过等离子体纳米结构进一步增强。在金纳米蝴蝶结天线的帮助下，所研究的波导对10 nm聚苯乙烯纳米颗粒表现出出色的捕获能力。我们发现，蝴蝶结天线可以导致60倍的增强电场的天线间隙。纳米颗粒上的光捕获力提高了三个数量级。一个强烈的趋势表明，纳米粒子可能会移动到高场强区，表现出的天线的捕获能力。采用点偶极子假设计算了垂直方向的梯度力，解析解与全波模拟结果吻合较好。研究表明，纳米结构图案化的氮化硅沟槽波导适用于光捕获和纳米颗粒传感应用。
2015-09-14 physics.optics
TE-Polarized Surface Plasmon Polaritons (SPPs) in Nonlinear Multi-layer Graphene-Based Waveguides: An Analytical Model
本文提出了一个分析模型，用于研究非线性多层石墨烯基波导中的横电（TE）表面等离子体激元（SPP）。每个石墨烯片位于两个不同的克尔型层之间。作为一般的特殊情况下，建议的结构，两个新的非线性石墨烯基波导的介绍和研究。结果表明，这些典型结构的传输特性是可调的化学势和非线性系数。在61 THz的频率下，对于0.15 ev的化学势和0.8的第二结构的非线性比，获得了大的有效折射率值，即neff=82。本研究提出了一种新的平台，在石墨烯等离子体，可用于创新的太赫兹器件的设计。
2021-07-04 physics.optics
Feasible Surface Plasmon Routing Based on The Self-assembled InGaAs/GaAs Semiconductor Quantum Dot Located between Two Silver Metallic Waveguides
提出了一种利用位于两个银金属波导之间的具有V型三能级结构的InGaAs/GaAs半导体量子点（SQD）实现纳米等离子体开关和量子路由的实验方案。我们通过实空间方法从理论上研究了单等离子体激元在这种多端口系统中的传输和转移速率，我们的结果表明，通过控制参数，如经典场的强度，失谐以及SQD和波导之间的相互作用，来自输入端口的单等离子体激元可以被切换和重定向。该方案不仅可用于量子路由器和量子交换机的设计，还可用于量子光子集成电路的设计。
2019-05-21 physics.optics
Switching and propagation of magneto-plasmon-polaritons in magnetic slot waveguides and cavities
本文导出了磁光有源介质金属-绝缘体-金属波导中Voigt几何中表面等离子体激元-极化激元的色散关系。通过引入磁场，打破了上下界面之间的对称性;两个界面上的场分布之间的平衡可以通过施加的场来控制。这种控制是由有限元法数值模拟的场分布周围的点偶极子放置在短波导的中心，它示出了从腔体的辐射的总发射和远场辐射的分布可以强烈修改通过调谐的磁化的波导。这提出了使用磁场来控制纳米结构中的光传播的新可能性。
2013-08-03 physics.optics
A low-loss fiber accessible plasmon photonic crystal waveguide for planar energy guiding and sensing
描述了一种用于电磁能量传输的金属纳米颗粒等离子体激元波导，其利用色散工程来经由光学薄Si膜上的Au点的二维图案显著增加横向能量约束。使用有限差分时域模拟和耦合模理论，我们表明，从传统的光纤锥相位匹配的倏逝波激发是可能的，效率> 90%的现实几何形状。该波导中的能量损失主要是由于材料吸收，允许在电信频率下激发的1/e能量衰减距离约为2 mm。这个概念可以扩展到可见光区，并有望在光能引导，光学传感和开关中应用。
2003-12-09 physics.optics
Ultra-compact modulators based on novel CMOS-compatible plasmonic materials
我们提出了几个平面布局的超紧凑型等离子体激元波导调制器，利用替代CMOS兼容材料。通过调谐透明导电氧化物层中的载流子浓度，从而在等离子体共振或非共振中调谐波导，来有效地实现调制。共振显著增加了等离子体激元波导的吸收系数，这使得能够实现更大的调制深度。我们表明，可以实现86 dB/um的消光比，允许在小于1微米的电信波长的3 dB调制深度。我们的多层结构可以潜在地与现有的等离子体和光子波导以及新型的基于半导体的混合光子/电子电路集成。
2013-08-14 physics.optics
Unidirectional sub-diffraction waveguiding based on optical spin-orbit coupling in subwavelength plasmonic waveguides
亚波长等离子体波导显示出独特的强局域化（下至纳米级）和引导光的能力。这些结构本质上是双向光通信信道，提供两个相反的光传播方向。因此，当使用强聚焦光束将光直接从顶（或底）表面耦合到这些平面集成器件时，它被均等地共享到两个相反的传播方向。在这里，我们表明，对称性可以打破使用入射的圆偏振光，直接在波导弯曲的自旋轨道角动量转移的基础上。我们预测，高达94%的内耦合光被引导到一个单一的传播通道的间隙等离子体波导。远超过衍射极限的强局部化光能的单向传播通过偏振变得可切换，而不需要中间纳米天线/散射体作为光导向器。这项研究可能会在一个大的科学领域，如纳米光子电路，路由和排序，光学纳米传感，纳米光学捕获和操纵打开新的视角。
2015-04-10 physics.optics
Ultracompact high-contrast magneto-optical disk resonator side-coupled to a plasmonic waveguide and switchable by an external magnetic field
在这里，我们提出并研究了一种新型的等离子体共振器的基础上的金属-绝缘体-金属波导和侧耦合磁光盘控制的外部磁场。通过改变磁场的方向，表面等离子体激元（SPP）的波数变化和透射率可以被调谐，并且通过改变外部磁场的方向，可以实现SPP模式的可逆开关。磁等离子体激元调制的共振增强超过200倍导致调制对比度超过十倍比（90- 1%调制），在数百GHz的光学带宽内保持适度的插入损耗。数值模拟证实了亚微米超小盘谐振器的高对比度磁等离子体激元调制的解析公式的预测。
2018-07-31 physics.optics
Surface plasmon enhancement of spontaneous emission in graphene waveguides
本工作分析了放置在石墨烯波导附近的单个发射极的自发发射，所述石墨烯波导由两个平行的石墨烯单层形成，具有绝缘体间隔层。在这种情况下，由结构支持的本征模，例如表面等离子体激元和波导模，为靠近波导放置的电偶极子提供衰减通道。我们计算了对称和反对称本征模的衰减率作为频率和发射器的方向的函数的贡献。结果表明，由于导模激发引起的自发发射的变化远小于对称和反对称表面等离子体激发引起的相应衰减，从而显著增强了自发发射.作为石墨烯波导中表面等离子体激元的高限制的结果，我们发现，在表面等离子体激元模式存在的整个频率范围内，具有垂直取向（相对于石墨烯片）的发射器的衰减速率是具有平行取向的相同发射器的相应衰减的两倍。从金属-介电结构（其中结构参数决定这种发射的范围和幅度）来看，我们的工作表明，通过动态地调整石墨烯的化学势，可以在很宽的范围内选择衰减速率增强的光谱区域。
2016-09-13 physics.optics
Subwavelength line imaging using plasmonic waveguides
我们调查的亚波长成像能力的二维扇出等离子体波导阵列，形成由金金属层包围的空气通道在近红外波长的操作，通过有限元模拟。通过减小通道宽度，同时保持几dB的传播损耗，可在器件的一侧实现高分辨率。在另一方面，低分辨率侧，输出耦合器被设计为优化与自由空间的耦合，并通过表面等离子体激元使通道串扰最小化。以λ/15分开的点源仍然可以清楚地区分。此外，高达两个90%的点偶极子的功率耦合到设备。应用是高分辨率线性检测器阵列，并通过反向操作该设备，高分辨率光学写入。
2015-01-13 physics.optics
Guided Surface Plasmon Mode of Semicircular Cross Section Silver Nanoridges
本文研究了由顶部截面为半圆形的银纳米脊支撑的紧约束等离子体波导模式。计算了不同曲率半径和不同波长下半圆形顶部银纳米脊等离子体波导模式的模场分布、色散曲线、传播距离、限制因子和品质因数。结果发现，半圆形的顶部银纳米脊支持紧密限制准TEM等离子体波导模式。半圆形顶部银纳米脊模式比相同曲率半径的圆柱形银纳米线具有更长的传播距离和更高的品质因数。
2012-07-05 physics.optics
Near-field enhancement by waveguide-plasmon polaritons in a nonlocal metasurface
本研究通过在颗粒晶格下方放置金属-介质平板波导激发耦合波导-等离激元极化激元，实现近场强度比单颗粒等离激元共振高80倍、比晶格共振高7倍的显著增强，为高效非局域光学超构表面设计提供新方法。
2024-06-01 physics.optics
On-chip broadband plasmon-induced transparency based on plasmonic metal-insulator-metal waveguides
等离子体激元诱导透明（PIT）作为电磁感应透明（EIT）的一种类似物，已经在等离子体超材料和波导结构中实现。利用等离子体超材料，通过单胞内的近场耦合，可以产生宽带的PIT，然而，这在片上等离子体波导结构中还没有实现。在这里，我们介绍了宽带PIT的等离子体激元金属-绝缘体-金属（MIM）波导系统的基础上。利用直接耦合结构，PIT出现在一个容易制造的结构的基础上，没有间隙。通过调谐耦合距离，透明窗口可以从窄到宽带连续调谐。这种器件在宽频率范围内的传感、滤波和慢光等片上应用方面具有广阔的前景。
2019-04-23 physics.app-ph physics.optics
Propagation of Strongly Hybridized Edge Modes in Plasmonic Waveguides
在我们的工作中，我们研究了纳米级混合等离子体波导中光模的传播。基于频域麦克斯韦方程组的模拟实现了三维混合模式的特性研究。我们的分析结果被应用于设计一个先进的混合波导有用的特性。这里演示了如何将两个边缘等离子体激元与波导模式耦合，以形成针对电光晶体管（调制器）领域应用进行良好调谐的混合波导。边缘等离子体激元的混合偏振态允许它们与水平偏振（TE）光学模式（这对于通常的表面等离子体激元是不可能的）耦合，并为偏振无关等离子体激元调制器开辟了道路。
2020-12-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Exceptional Points and Asymmetric Mode Switching in Plasmonic Waveguides
我们研究了由一对具有不同损耗的石墨烯片组成的非厄米特系统中的例外点。石墨烯波导中存在两种表面等离子体激元（SPP）模式。通过改变两个石墨烯片之间的距离和石墨烯的化学势，EP表现为本征值，即两个模式的波矢量合并。在由石墨烯的几何参数和化学势组成的参量空间中，将EP包围起来，可以观察到本征模的交叉转换和几何相位的变化。同时，某一输入SPP模式可能导致完全不同的输出。该研究为纳米级敏感光学开关和传感器的开发铺平了道路。
2016-07-31 physics.optics
Invisible waveguides on metal plates for plasmonic analogues of electromagnetic wormholes
我们介绍了两种类型的环形超材料，这是不可见的表面等离子体激元（SPPs）在金属表面上传播。前者是一个环形的桥体，它桥接金属表面上的远程孔：它作为电磁虫洞的一种等离子体。后者是一个环形环躺在金属表面：这桥两个断开的金属表面，即它连接一个薄的金属圆柱体到一个平面的金属表面与孔。全波数值模拟表明，在这些超材料内传播的电磁场不会干扰金属表面的SPP的传播。这些设备的多层设计，提出了一套减少参数的有效介质理论的基础上：前等离子体模拟的电磁虫洞需要均匀的各向同性磁层，而后者只需要介电层。
2014-09-02 physics.optics
Broadband Excitation and Active Control of Terahertz Plasmons in Graphene
提出了一种新的宽带技术，以有效地发射等离子体沿着单一的石墨烯层在太赫兹（THz）频率。为此，提出了将电磁波从由周期性波纹金属表面建立的容易获得的等离子体激元波导耦合到石墨烯片。如将示出的，该技术可以显著地克服对石墨烯中的等离子体激元的有效激发的需要。为此，采用基于传输线理论的分析技术来计算等离子体激元波导的连接的散射参数。以这种方式，石墨烯波导上的输入反射和传输的结的门控效果也进行了研究。为了比较，采用全波数值模拟器。
2014-04-06 physics.optics
Ultra-broadband Optical Switching Plasmons Waveguide in Ge Nanowires
针对等离子体材料响应波段窄、调谐方法有限的问题，本研究实现了光调谐锗纳米线的超宽带非平衡等离子体响应，追踪到800-2000 $cm^{-1}$范围的响应蓝移，首次完成光生载流子调谐的半导体纳米线SPPs成像，为超快全光器件提供支撑。
2024-03-11 physics.optics
Vector cnoidal and solitary plasmon polariton waves in a planar waveguide
本文研究了非磁性金属和介质层构成的异质结构平面等离子体波导中非线性表面等离子体极化激元波的动力学。本文所得到的非线性方程组及其解析解描述了单脉冲在波导中激发的矢量椭圆余弦和孤立等离子体激元波。在金属的克尔非线性和异质结处非线性饱和的影响下，产生了非线性等离子体激元波。激发的非线性表面等离子体激元波的周期和包络形状随激发条件和激发电磁脉冲的功率而变化。
2022-03-09 nlin.PS physics.optics
Mode Properties of Flat-top Silver Nano-ridge Surface Plasmon Waveguides
我们研究了平顶银纳米脊支持的表面等离子体模式。我们计算了纳米脊模的模式电磁场分布、色散曲线、传播范围和品质因数。我们发现纳米脊表面等离子体激元模式是准TEM模式，其纵向场分量比横向场分量小三个数量级。模式分布的准TEM性质揭示了自由电子振荡在纳米脊顶部的传播主要贡献于紧密限制的脊模式。我们还发现，随着纳米脊宽度的减小，脊模式变得更加紧密地限制在脊顶部。随着纳米脊宽度的增加，纳米脊模式接近两个解耦的直角楔等离子体激元模式。
2011-12-04 physics.optics
Single Plasmon Switching with n Quantum Dots System Coupled to One-Dimentional Waveguide
利用实空间方法研究了等间距量子点与一维表面等离子体波导相互作用过程中等离子体激元的开关特性。我们发现，可以通过动态调节和改变量子点的等跃迁频率的数量来打开或关闭单个等离子体激元的透射和反射。
2013-07-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Fabrication method of a low-loss plasmonic waveguide containing both plasmonic-friendly and plasmonic-unfriendly metals
本研究开发出一种新型制备技术，通过优化光场限制，同时降低含等离激元友好型与非友好型金属的等离激元波导传输损耗，使单器件损耗低于1 dB，并通过实验验证了该技术的有效性。
2022-12-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Electronic controllable broadband and robust terahertz surface plasmon-polaritons switch based on hybrid ITO waveguide coupler
表面等离子体激元-极化激元（SPPs）开关是光计算和太赫兹（THz）通信集成器件的关键器件。本文提出了一种基于量子工程的THz表面等离子体光开关的设计方案。由于相干量子控制技术的鲁棒性，我们的开关对几何参数的扰动非常鲁棒，并在0.5 THz到0.7 THz的开态（和关态）呈现出良好的性能。我们的器件的通断状态可以通过外部电压来控制。我们相信，这一发现将是集成光学计算和太赫兹通信的巨大进步。
2021-01-08 physics.optics
The Effect of Metal Thickness on Si Wire to Plasmonic Slot Waveguide Mode Conversion
我们研究了1550 nm电信波长的Si线等离子体缝隙波导模式转换器。该结构基于锥形几何结构。我们为30-250 nm之间的金属（Au）厚度范围提供最佳尺寸，功率传输率超过90%。我们提供了关于如何区分总功率和等离子体缝隙波导的主模式中的功率的细节。我们的分析是基于一个适当的内积定义的缝隙波导模式的正交性。我们的研究结果对于降低等离子体激元调制器的插入损耗和误码率具有重要意义。
2017-12-29 physics.app-ph physics.optics
Reflectionless Plasmonic Right-Angled Waveguide Bend and Divider Using Graphene and Transformation Optics
在这项工作中，提出了一种等离子体直角波导弯曲和分配器。利用变换光学（TO）方法，得到了弯曲和T形分配器的变换介质。这种具有连续折射率的介质是在太赫兹频率范围内借助石墨烯实现的，这是在90度曲线上有效引导表面等离子体激元（SPP）传播的关键。具有这种能力的组件是有前途的太赫兹器件的应用。
2021-03-03 physics.app-ph physics.optics
Mid-infrared Active Graphene Nanoribbon Plasmonic Waveguide Devices
掺杂石墨烯由于其多功能的外部控制功能以及其高度压缩的石墨烯表面等离子体（GSP）波长而成为中红外波长的活性等离子体材料的强有力竞争者。在本文中，我们设计了基于电压门控非均匀介质层上掺杂石墨烯纳米带（GNRs）的电调制的有源等离子体波导器件。我们首先开发了品质因数（FoM）公式来表征无源和有源石墨烯纳米波导的性能。基于FoM，我们选择最佳GNR来构建等离子体快门，其由放置在由Si纳米柱支撑的非均匀SiO $_2$衬底上的GNR组成。模拟研究表明，对于一个简单的50 nm长的等离子体快门，调制对比度可以超过30 dB。等离子体快门被进一步扩展以构建4端口有源功率分配器和8端口有源网络，两者都基于GNR交叉结波导。对于有源功率分配器，每个波导臂处的GSP功率传输可以由所施加的栅极电压独立地控制，具有高调制对比度和几乎相等的功率分配比例。从8端口有源网络的构造中，我们看到可以将GNR交叉结波导放大为大型复杂的有源波导网络，在中红外石墨烯等离子体集成纳米电路的令人兴奋的新领域中显示出巨大的潜力。
2013-12-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coherent Controllable Transport of a Surface Plasmon Coupled to Plasmonic Waveguide with a Metal Nano Particle-Semiconductor Quantum Dot Hybrid System
利用实空间方法，研究了一维表面等离子体波导中半导体量子点和金属纳米粒子组成的混合纳米系统与单个等离子体相互作用时的开关现象.我们讨论了激子和局域表面等离子体激元之间的偶极耦合导致混合激子的形成，并且可以通过改变SQD和MNP之间的颗粒间距离和纳米颗粒的尺寸来控制传播的单个等离子体激元的透射和反射。利用这种纳米系统对单表面等离子体的可控输运，将在等离子体开关、单光子晶体管、纳米激光器和量子信息等新一代量子器件的设计中具有重要的应用前景。
2015-12-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Adiabatic following of terahertz surface plasmon-polaritons coupler via two waveguides structure
最近，两篇引人注目的论文[New J. Phys. 21，113004（2019）; IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron 27，1（2020）]提出了通过应用相干量子控制的宽带完全转移太赫兹（THz）表面等离子体激元（SPP）波导耦合器-受激拉曼绝热通道（STIRAP）。然而，以前的研究需要三个SPP波导耦合器。本文提出了一种新的宽带全转移太赫兹表面等离子体耦合器的设计，它采用了一种新颖的双波导结构，采用了两态绝热跟随。为了实现这一设计，我们首次在表面等离子体光波导的耦合方程中引入了失谐量。我们相信，这一发现将改善太赫兹通信领域。
2021-05-06 physics.app-ph physics.optics
