Gibrid plazmonik to'lqin qo'llanmasi - Hybrid plasmonic waveguide

A gibrid plazmonik to'lqin qo'llanmasi bu optik to'lqin qo'llanmasi a boshqaradigan yorug'likni birlashtirib, kuchli yorug'lik chegarasiga erishadi dielektrik to'lqin qo'llanmasi va a plazmonik to'lqin qo'llanmasi. U yuqori muhitni ajratish orqali hosil bo'ladi sinish ko'rsatkichi (odatda kremniy ) metall yuzasidan (odatda oltin yoki kumush ) kichik bo'shliq bilan.

Gibrid plazmonik to'lqin qo'llanmasining kesimi. Quvvat z yo'nalishi bo'yicha tarqaladi.

Tarix

Dielektrik to'lqin qo'llanmalaridan foydalaning umumiy ichki aks ettirish yuqori ko'rsatkichli mintaqada yorug'likni cheklash. Ular yorug'likni juda kam yo'qotish bilan uzoq masofaga yo'naltirishlari mumkin, ammo ularning yorug'lik cheklash qobiliyati difraktsiya bilan cheklangan. Plazmonik to'lqin qo'llanmalaridan foydalanishadi sirt plazmoni nurni metall sirt yaqinida cheklash. Plazmonik to'lqin qo'llanmalarining nurni cheklash qobiliyati difraktsiya bilan chegaralanmaydi,[1] va natijada ular yorug'likni juda kichik hajmlarda cheklashlari mumkin. Shu bilan birga, ushbu qo'llanmalar hidoyat tuzilishining bir qismi sifatida metall borligi sababli tarqalish uchun katta yo'qotishlarga duch kelmoqdalar.[2] Gibrid plazmonik to'lqin qo'llanmasini loyihalashtirishdan maqsad bu ikki xil to'lqinlarni boshqarish sxemalarini birlashtirish va katta yo'qotishlarga duch kelmasdan yuqori nurli chegaralarga erishish edi. [3][4] Ushbu strukturaning juda ko'p turli xil variantlari taklif qilingan. O'sha paytdan boshlab gibrid plazmonik to'lqin qo'llanmalarining ko'plab boshqa turlari yorug'lik cheklash qobiliyatini yaxshilash yoki ishlab chiqarishning murakkabligini kamaytirish uchun taklif qilingan.[5][6]

Gibrid plazmonik to'lqin qo'llanmasida boshqariladigan quvvat zichligi. Yorug'lik z yo'nalishi bo'yicha tarqaladi

Faoliyat printsipi

Gibrid plazmonik to'lqin qo'llanmalarining ishlashini kontseptsiyasi yordamida tushuntirish mumkin rejimni ulash. Eng ko'p ishlatiladigan gibrid plazmonik to'lqin qo'llanmasi metall yuzasiga juda yaqin joylashtirilgan va past indeksli mintaqa bilan ajratilgan kremniy nanoviridan iborat. Kremniy to'lqin qo'llanmasi asosan silikon bilan chegaralangan dielektrik to'lqin qo'llanma rejimini qo'llab-quvvatlaydi. Metall sirtni qo'llab-quvvatlaydi sirt plazmoni, bu metall sirt yaqinida joylashgan. Ushbu ikkita tuzilmani bir-biriga yaqinlashtirganda, kremniy nanowire juftlari tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan dielektrik to'lqin qo'llanmasi rejimi metall yuzasi tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan sirt plazmon rejimiga o'tadi. Ushbu rejimning birlashishi natijasida yorug'lik metall va yuqori indeksli mintaqa (kremniy nanowire) orasidagi mintaqada juda cheklangan bo'ladi.

Ilovalar

Gibrid plazmonik to'lqin qo'llanmasi, ilgari bildirilgan ko'plab plazmonik to'lqin qo'llanmalariga nisbatan kamroq yo'qotish bilan yorug'likning katta chegaralanishini ta'minlaydi.[7] Bundan tashqari, u kremniy fotonikasi texnologiyasiga mos keladi va bir xil chipdagi kremniy to'lqin qo'llanmalari bilan birlashtirilishi mumkin. A ga o'xshash slot-to'lqin qo'llanmasi, shuningdek, u past ko'rsatkichli muhitda yorug'likni cheklashi mumkin. Ushbu jozibali xususiyatlarning kombinatsiyasi ushbu yangi qo'llanma sxemasini qo'llash bo'yicha butun dunyo bo'ylab tadqiqot faoliyatini rag'batlantirdi. Bunday dasturlarning ba'zi bir muhim misollari ixcham lazerlar,[8] elektr optik modulyatorlar,[9] biosensorlar,[10] polarizatsiyani boshqarish moslamalari,[11] va termo-optik kalitlar.[12][13]

Adabiyotlar

  1. ^ D. K. Gramotnev va S. I. Bozhevolnyi (2010). "Difraktsiya chegarasidan tashqaridagi plazmonika". Tabiat fotonikasi. 4 (2): 83–91. Bibcode:2010NaPho ... 4 ... 83G. doi:10.1038 / nphoton.2009.282.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)
  2. ^ V. L Barns (2006). "Plazmon-polaritonning sirt plyonkalari: to'lqin bo'yi optikasiga yo'nalish". Optika jurnali A: Sof va amaliy optikalar. 8 (4): S87. Bibcode:2006 yilJOptA ... 8S..87B. doi:10.1088 / 1464-4258 / 8/4 / S06.
  3. ^ M. Z. Alam, J. Meier, J.S. Aitchison va M. Mojahedi (2007). Past indeksli muhitda super rejimning tarqalishi. Lazerlar va elektro-optikalar bo'yicha konferentsiya (CLEO).CS1 maint: bir nechta ism: mualliflar ro'yxati (havola)
  4. ^ R. F. Oulton, V. J. Sorger, D. A. Genov, D. F. P. Pile va X. Zhang (2008). "Sub to'lqin uzunligini cheklash va uzoq masofaga tarqalish uchun gibrid plazmonik to'lqin qo'llanmasi". Tabiat fotonikasi. 2 (8): 496–500. Bibcode:2008NaPho ... 2 ..... O. doi:10.1038 / nphoton.2008.131. hdl:10044/1/19117.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)
  5. ^ D. Dai va S. He (2009). "Nano-miqyosli nurni cheklash uchun metall qopqoqli kremniy asosidagi gibrid plazmonik to'lqin qo'llanmasi". Opt. Ekspres. 17 (19): 16646–16653. Bibcode:2009OExpr..1716646D. doi:10.1364 / OE.17.016646. PMID  19770880.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)
  6. ^ Y.Bian, Z. Zheng, X. Zhao, L. Liu, Y. Su, J. Liu, J. Zhu va T. Chjou (2013). "Teskari metall tizmani o'z ichiga olgan kremniy asosidagi gibrid plazmonik to'lqin qo'llanmasida nanosiqobli yorug'lik qo'llanmasi". Fizika. Holati A. 210 (7): 1424–1428. Bibcode:2013 yil PSSAR.210.1424B. doi:10.1002 / pssa.201228682.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)
  7. ^ M. Z. Alam, J. S. Aitchison va M. Mojahedi (2014). "Qulaylik nikohi: plazmonik va dielektrik to'lqin qo'llanmalarining gibridizatsiyasi". Lazer va fotonika bo'yicha sharhlar. 8 (3): 394–408. Bibcode:2014LPRv .... 8..394A. doi:10.1002 / lpor.201300168.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)
  8. ^ R. F. Oulton, V. J. Sorger, T. Zentgraf, R-M. Ma, C. Gladden, L. Dai, G. Bartal va X. Zhang (2009). "Plazmon lazerlari chuqur to'lqin uzunligi miqyosida" (PDF). Tabiat. 461 (7264): 629–632. Bibcode:2009 yil natur.461..629O. doi:10.1038 / nature08364. hdl:10044/1/19116. PMID  19718019.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)
  9. ^ V. J. Sorger, N. D. L-Kimura, R-M. Ma va X. Zhang (2012). "Keng polosali javob beradigan ultra ixcham silikon nanofotonik modulyator". Nanofotonika. 1 (1): 17–22. Bibcode:2012Nanop ... 1 ... 17S. doi:10.1515 / nanof-2012-0009.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)
  10. ^ L. Chjou, X. Sun, X. Li, J. Chen (2011). "Plazmonik to'lqin qo'llanmasiga asoslangan miniatyurali mikroring rezonator sensori". Sensorlar. 11 (7): 6856–6867. doi:10.3390 / s110706856. PMC  3231671. PMID  22163989.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)
  11. ^ J. N. Caspers, J. S. Aitchison va M. Mojahedi (2013). "Integratsiyalashgan gibrid plazmonik polarizatsiya rotatorining eksperimental namoyishi". Optik xatlar. 38 (20): 4054–4057. Bibcode:2013 yil OptL ... 38.4054C. doi:10.1364 / OL.38.004054.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)
  12. ^ D. Perron, M. Vu, C. Xorvat, D. Baxman va V. Van (2011). "Polimer plazmonik mikroring rezonatoridagi termal nochiziqlikka asoslangan barcha plazmonik kommutatsiya". Optik xatlar. 36 (14): 2731–2733. Bibcode:2011 yil OptL ... 36.2731P. doi:10.1364 / OL.36.002731.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)
  13. ^ F. Lou, L. Thylen, L. Vosinski (2013). "Optik o'zaro bog'liqlik dasturlari uchun plazmonik mikrodisk rezonatorlari". Proc. SPIE. Integratsiyalashgan optika: fizika va simulyatsiyalar. 8781: 87810X. doi:10.1117/12.2017108.CS1 maint: mualliflar parametridan foydalanadi (havola)