表面等离子体纳米自调节微腔型光机械器件的机理、设计与模拟

在纳米尺度上利用表面等离子体光压和光势对光学微腔进行调制控制，以实现光学微腔的智能化。通过研究其机理，及对该器件进行设计与性能模拟，以期发现纳米集成光子器件的新特性，探索新型智能型纳光子器件的可实现性，并摸索新型纳光子器件及量子器件的可行的设计方法。

光压及相应的光机械器件是近年来集成光学领域新兴起的研究热点。针对该研究领域，本项目主要从事了以下研究工作。通过理论推导建立了波导中电磁场分布与光压效应之间的函数关系，研究得知谐振腔的结构参数直接影响谐振腔中的光压效应；利用时域有限差分法分析了直波导和环形结构波导的SPP传输特性，分析了单层和层叠谐振环的耦合情况，研究了由两层叠环形波导组成的结构并计算得到了两环之间光压大小随两环尺寸的变化情况；在此基础上，我们围绕基于金属材料的表面等离子激元波导器件的机理、模式传输特性、器件构造和性能分析等开展了大量的探索研究工作，进一步拓展了我们对于表面等离子激元波导器件的研究深度。同时，我们围绕表面等离子激元器件的制备和材料研究等方面也开展了创新的研究工作，进一步拓展了课题的研究方向。研究了多种新型表面等离子激元波导及器件的光学特性，实验研究了多种金属纳米材料、薄膜制备的新工艺，研究了表面等离子激元材料和器件显著的光局域效应和光散射增强效应，这些新颖的光学特性也有助于我们未来拓展等离子激元器件光压效应方面的进一步深入研究。