基于类电磁诱导透明效应的表面等离子波多通道滤波方法研究

A cavity resonator configuration based on MIM waveguide with graded grating pair is proposed and numerically investigated to realize multispectral plasmon induced transparency (PIT). Accordingly, a novel multi-channel plasmonic band-pass filter is designed to achieve nanoscale multi-wavelenth seperation function. The focuses of our research include: 1. Investigation of the physical mechanism of the proposed configuration based on coupled-mode theory; 2. The numerical simulation of plasmon-induced-transparancy (PIT) with spectral equal-interval multiple resonance peaks by finite-difference time-domain(FDTD) method and the optimization of the multi-channel plasmonic band-pass filter; 3. The fabrication of multi-channel plasmomic band-pass filter and the performance testing of the prototype device.

本项目提出了基于金属波导梯度光栅对的共振腔结构的多窗口表面等离子波诱导电磁透明效应，并在此基础上设计了表面等离子波多通道带通滤波器，实现了纳米尺度的多波长分离功能。项目的主要研究内容包括：（1）基于耦合模理论的金属波导梯度光栅对的共振腔表面等离子波诱导透明（PIT）效应产生机理研究；（2）频谱等间隔多共振峰PIT效应的FDTD数值模拟与基于PIT效应表面等离子波多通道带通滤波器的优化设计；(3)制备基于类电磁诱导透明效应的金属波导梯度光栅对的共振腔表面等离子波多通道滤波原型器件，并测试器件的性能参数。

表面等离子波共振系统与电磁场相互作用产生的类电磁诱导透明效应(PIT)，由于其透射窗口的强色散特性，被应用在纳米尺度的光学滤波领域，实现了对振幅、位相选择性地剪裁与操控，是纳米光子学调控基础与应用研究的关键目标之一。本项目研究了基于金属光栅波导共振腔结构的多窗口表面等离子波诱导电磁透明效应(PIT)，并在此基础上提出了金纳米复合共振腔周期阵列超表面近红外滤波器，实现了纳米尺度的多波长分离功能。项目完成的研究内容包括：①耦合洛伦兹振子模型多窗口表面等离子波诱导透明效应的产生机理研究；②多窗口诱导电磁透明效应的FDTD数值模拟与金纳米复合共振腔周期阵列超表面的等离子共振近红外滤波器的优化设计；③制备了基于电磁诱导透明效应的金纳米复合共振腔周期阵列超表面多通道近红外滤波器原型器件，并测试器件的性能参数。