梁国坚，李福鹏，王 霞，郑洪波

(1.广东电网有限责任公司 中山供电局，广东 中山 528400；2.浙江国自机器人技术有限公司，杭州 310053)

基于变电站巡检机器人的耦合器设计

梁国坚1，李福鹏1，王 霞2，郑洪波2

(1.广东电网有限责任公司 中山供电局，广东 中山 528400；2.浙江国自机器人技术有限公司，杭州 310053)

采用典型的金属-介质-金属中刻蚀2条紧邻的缝隙结构，设计了一种新型的定向耦合器。分析本征模式的波导方程、反转粒子数与时间关系得到了定向耦合器的耦合条件。耦合器特性表明：设计的缝隙结构表面等离子能够通过缝隙1向缝隙2渗透，实现表面等离子在缝隙间的周期性传播，表面等离子传播在2 mm左右；耦合距离与缝隙大小表现为线性的关系，当缝隙设计成小于100 nm时，能够实现更高的耦合效率，更短的耦合距离；设计的定向耦合器可以通过减小缝隙间隔提高表面等离子传播的耦合效果。

定向耦合器； 缝隙结构； 耦合距离； 耦合效果

0 引 言

表面等离子体激元(Surface Plasmon Polariton,SPP)是由于金属微结构发生变化而产生的电磁模式，其是在金属-介质交界面上传播，且不受衍射极限的限制情况下传播光能量[1-3]。上述特性使SPP光电器件在光通信、光计算等领域发挥重要的作用，较为典型的代表性器件就是MgF2层银膜中增加CdS纳米线结构，其光源设计为15 nm的SiO2球包裹14 nm金核，周围密度为6.25×1019cm-3染料分子，得到了输出光谱峰值约530 nm，输出光强表现为激光特性[4-6]。还有典型的就是近场扫描光学显微镜下设计的V形SPP波导，实现了波分复用、Bragg光栅滤波等作用。……