双泵浦光干涉实现表面等离激元带隙宽带调谐的方法

摘要

本发明公开了一种在金属‑电介质‑金属（Metal‑Dielectric‑Metal,MDM）波导中利用双泵浦光干涉实现表面等离激元（surface plasmon polariton,SPP）带隙的宽带调谐的方法。其原理是通过在MDM中引入Kerr非线性电介质层，利用金属光栅将两束泵浦光耦合至该波导中反向传输发生干涉，干涉条纹导致Kerr电介质折射率发生周期性调制，从而形成SPP带隙；同时，通过改变泵浦光的干涉行为可以实现SPP带隙从可见至近红外波段的宽带调谐。本发明提供的SPP带隙调控的方法简单可靠、且能够在同一个结构中实现SPP带隙的宽带调谐，为MDM器件应用开拓新途径。

主权项

双泵浦光干涉实现表面等离激元带隙宽带调谐的方法，其特征在于，包括有金属‑电介质‑金属三层波导结构，用于构建表面等离激元的传输通道；两个完全相同的金属‑介质耦合光栅，用于分别实现双泵浦光与纳米波导的高效耦合；所述的电介质层为Kerr非线性材料，其折射率随着泵浦光强度发生改变；所述的两个耦合光栅分别位于波导的上层金属表面的左右两端，用于将两束泵浦光耦合至波导中反向传输，在中间电介质层中形成纵向干涉驻波场；所述的双泵浦光形成的干涉驻波场对电介质层的折射率进行正弦或余弦的周期性调制，从而实现表面等离激元带隙；通过改变双泵浦光的波长，实现表面等离激元带隙从可见到近红外波段的宽带调谐。