金属-磁性材料复合微纳结构中表面等离激元基频光和二次谐波的单向传输特性研究

基本信息
批准号:11247003
项目类别:专项基金项目
资助金额:20.00
负责人:周仁龙
学科分类:
依托单位:湖南科技大学
批准年份:2012
结题年份:2015
起止时间:2013-01-01 - 2015-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:谢素霞,刘琼,罗韩君,姜春蕾,肖志强
关键词:
微纳光学光子晶体单向传输边缘态二次谐波表面等离子激元
结项摘要

It has become the research focus that the light localization effect of metal-magnetic material composite micro-nano structures causes the super one-way transmission of the fundamental-frequency wave and the second harmonic wave, which is expected to achieve an integrated magneto-optical device miniaturization.The super one-way transmission of the fundamental-frequency wave and the second harmonic wave are theoretically achieved in metal-magnetic material composite micro-nano structures through the punch holes in the metal plate and filling the magnetic material.In view of the photon energy state structure related to the direction of metal-magnetic material composite micro-nano structures, it reveals the physical origin of fundamental-frequency wave and the second harmonic mode of metal-magnetic material composite micro-nano structures from the symmetry of photonic frequency band and electromagnetic field distribution; It has established the structure of metal-magnetic material composite micro-nano structures with the character of super one-way transmission. According to analyzing the extinction, scattering, absorption, local field, polarization charge, and other physical quantities, the microphenomenon of super one-way transmission of the fundamental-frequency wave and the second harmonic wave has been clarified; It has achieved the control of super oneway transmission by using noncentrosymmetric of metal-magnetic material composite micronano structures and the non-symmetry of excitation light source, providing the theoretical basis for the super one-way transmission application of fundamentalfrequency wave and the second harmonic wave, such as nanometer photonic devices like surface plasmon beam splitter, directional coupler and all-optical crystal diodes.

金属-磁性材料复合微纳结构的光局域化效应引起表面等离激元基频光和倍频光的超强单向传输特性,有望实现集成磁光器件的小型化,成为国内外研究热点。本项目从理论上探讨在金属板上打孔并填充磁性材料,实现金属-磁性材料复合微纳结构中表面等离激元基频光和倍频光的单向传输。基于复合微纳结构的方向相关的光子能态结构,从光子能带和光场分布的对称性角度揭示金属-磁性材料复合微纳结构中单向传输的基频波和二次谐波的物理根源;建立具有单向传输特性的金属-磁性材料复合微纳结构模型,通过分析消光、散射和吸收以及局域场,极化电荷等物理量,澄清表面等离激元基频光和倍频光单向传输的微观途径;利用金属-磁性材料复合微纳结构的结构非中心对称性以及激发光源的非对称性来实现对表面等离激元激发方向的控制,为表面等离激元的基频光和倍频光的单向传输的应用,如表面等离激元分束器、定向耦合器、全光晶体二级管等纳米光子器件,提供理论基础。

项目摘要

金属人工微结构材料的光局域化效应引起表面等离激元基频光和倍频光的激发传输特性,是国内外理论和应用的研究热点。本项目建立了金属微纳结构表面等离激元基频光和倍频光产生的理论模型,分析了其传输特性,为实验室光谱分析和实验提供了依据。在传统光子晶体研究的基础上,深入研究金属微纳结构的SPPs基频波及其二次谐波传输特性;从光子能带和光场分布的对称性角度揭示三维各向异性金属微纳结构中基频波和二次谐波产生的物理根源;利用传统光子晶体的周期结构特性,研究如何增强基频波及其二次谐波的产生效率;建立金属微纳结构模型,通过分析光传输和吸收以及局域场,极化电荷等物理量,阐述表面等离激元基频光和倍频光传输的微观途径;利用金属微纳结构的结构非中心对称性以及激发光源的非对称性来实现对表面等离激元激发方向的控制,研究表面等离激元的基频光和倍频光的传输非对称可控特性。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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