基于非对称纳米沟槽结构的SPPs模式转换器及其转换方法

摘要

本发明公开了一种基于非对称纳米沟槽结构的SPPs模式转换器及其转换方法。本发明的表面等离激元模式转换器包括：金属薄膜；在金属薄膜的表面设置有主纳米沟槽；在主纳米沟槽的底部一侧设置有附加纳米沟槽，形成非对称纳米沟槽结构；通过操控共振结构的附加纳米沟槽的深度控制主纳米沟槽中一阶波导模式和二阶波导模式的相互转换系数，从而实现了不同模式表面等离激元的效率可控转换；模式转换的效率最多可以高达90％。本发明为进一步通过一阶和二阶波导模式的干涉实现对总的电磁场分布的操控提供了极大的便利；同时该表面等离激元模式转换器还具有几百纳米的超小尺寸，有利于高度集成，因此在超高集成度SPPs光子回路中将获得广泛应用。

主权项

一种表面等离激元模式转换器，其特征在于，所述表面等离激元模式转换器包括：金属薄膜；在金属薄膜的表面设置有主纳米沟槽；在主纳米沟槽的底部一侧设置有附加纳米沟槽，附加纳米沟槽的宽度小于主纳米沟槽的宽度，形成非对称纳米沟槽结构；以电场方向垂直于纳米沟槽的线偏振紧聚焦高斯光作为入射光，从正面正入射到非对称纳米沟槽结构；紧聚焦高斯光激发主纳米沟槽中的一阶波导模式；附加纳米沟槽中的一阶波导模式激发主纳米沟槽中的二阶波导模式；控制附加纳米沟槽的深度控制共振强度控制主纳米沟槽中一阶波导模式和二阶波导模式的相互转换系数，从而实现控制模式转换效率。