李鑫，杨胡江

（北京邮电大学 理学院，北京 100876）

外部场深亚波长束缚的金属纳米线波导

李鑫，杨胡江

（北京邮电大学 理学院，北京 100876）

表面等离激元（SPPs）能将电磁场能量局域在亚波长尺度内，突破衍射极限，因此在光学高集成回路领域具有重大的应用前景。本文提出的纳米线波导结构是将Ag纳米线置于Ag膜上，中间覆盖一层MgF2。模拟结果显示波导的传输距离可以达到171 μm，模式面积仅为0.14λ2。相比于衬底是介质的传统纳米线波导，该波导的SPP模式几乎所有的电磁场紧束缚在波导外部深亚波长尺度范围内。因此该波导支持的表面等离激元模式对波导周围环境更加敏感，表现出更优异的传感特性。外部场深亚波长束缚的金属纳米线波导非常适合应用于光学高集成回路领域。

表面等离激元；金属纳米线波导；模式面积；传输距离

本文引用格式：李鑫，杨胡江.外部场深亚波长束缚的金属纳米线波导［J］. 新型工业化，2016，6（5）：40-46.

0 引言

表面等离激元（surface plasmon polaritons，SPPs）是光波和金属表面自由电子相互作用形成的一种电磁波模式，该模式的场局域在金属表面上，场强在垂直于金属表面方向指数衰减［1，2］。由于它能将电磁场能量局域在亚波长尺度内，突破衍射极限，并且具有巨大的局部场增强效应，因此在纳米光子器件及非线性光学等领域具有重大的应用前景［3］。人们提出了多种类型的表面等离激元波导，包括金属条长程传输波导［4-6］、介质加载型波导［7，8］、金属纳米线波导［9-12］、金属V形槽波导［13-15］、狭缝波导［16，17］和混合等离体纳米光波导［18，19］。……