Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru/87)
Аннотации (09.2017) : ФИЛЬТР ПОВЕРХНОСТНЫХ ПЛАЗМОН-ПОЛЯРИТОНОВ НА СТРУКТУРЕ МЕТАЛЛ–ИЗОЛЯТОР–МЕТАЛЛ, СОСТОЯЩИЙ ИЗ ДВУХ ОППОЗИТНЫХ ПОЛУКОЛЕЦ С РАЗЛИЧНЫМИ РАДИУСАМИ

ФИЛЬТР ПОВЕРХНОСТНЫХ ПЛАЗМОН-ПОЛЯРИТОНОВ НА СТРУКТУРЕ МЕТАЛЛ–ИЗОЛЯТОР–МЕТАЛЛ, СОСТОЯЩИЙ ИЗ ДВУХ ОППОЗИТНЫХ ПОЛУКОЛЕЦ С РАЗЛИЧНЫМИ РАДИУСАМИ

 

© 2017 г.       Xia Liu**; Jinping Tian*,**; Rongcao Yang**

*   Computer Center of Shanxi University, Taiyuan, P. R. China

** College of Physics and Electronics Engineering of Shanxi University, Taiyuan,P. R. China

Исследованы характеристики распространения возбужденных поверхностных плазмон-поляритонов в плазмонном фильтре при контролируемом изменении геометрических параметров волновода. Предлагаемый фильтр состоит из двух последовательных наноразмерных волноводов типа «металл–изолятор–металл» соединенных оппозитными, размещенными на верхней и нижней сторонах, концентрическими полукольцами с различными радиусами. Численный анализ показал, что длина волны, соответствующая «провалу» в спектре пропускания, сдвигается в длинноволновую сторону при увеличении радиуса полуколец, либо при увеличении показателя преломления изолятора. Поскольку возможность перестройки является важнейшей характеристикой фильтра, мы полагаем, что предложенная волноводная структура является перспективной для создания устройств нанофотоники.

Ключевые слова: поверхностные плазмон-поляритоны, фильтр, спектр пропускания.

 

 

UDC 535.8; 537.8

Surface plasmon polariton based metal-insulator-metal filter including two face to face concentric semi-rings with different radius

© 2017 г.       Xia Liu**, Graduate Student; Jinping Tian*,**, Doctor of Science;        Rongcao Yang**, Doctor of Science

*   Computer Center of Shanxi University, Taiyuan, 030006, P. R. China

** College of Physics and Electronics Engineering of Shanxi Uni-versity, Taiyuan, 030006, P. R. China

E-mail: tianjp@sxu.edu.cn

УДК 535.8; 537.8

Submitted 15.07.2017

The propagation characteristics of excited surface plasmon polaritons in a plasmonic filter are studied by controlling the geometric parameters of the waveguide. The proposed filter is composed of two nanoscale metal-insulator-metal type surface plasmon polaritons based bus waveguide connected through two face to face concentric semi-rings with different radius placed at the top and bottom sides. Numerical results show that the wavelengths of the transmission spectra dips have changes of red shift when either the radius of the two semi-rings or the refractive index of the insulator is increased. This sensitivity is superior to the filter properties, and thus we believe that the proposed waveguide structure has potential application in the nanoscale photonic devices integration.

Keywords: surface plasmon polaritons, filter, transmission spectra.

OCIS codes: 240.6680, 230.0230, 250.3140

 

References

1.         Barnes W.L., Dereux A., Ebbesen T.W. Surface plasmon subwavelength optics // Nature. 2003. V. 424(6950). P. 824–830.

2.         Lezec H.J., Degiron A., Devaux E., Linke R.A., Martin-Moreno L., Garcia-Vidal F.J., Ebbesen T.W. Beaming light from a subwavelength aperture // Science. 2002. V. 297(5582). P. 820–822.

3.         Pile D.F.P., Gramotnev D.K. Plasmonic subwavelength waveguides: Next to zero losses at sharp bends // Opt. Lett. 2005. V. 30(10). P. 1186–1188.

4.        Leon I., Berini P. Amplification of long-range surface plasmons by a dipolar gain medium // Nat. Photon. 2010. V. 4(6). P. 382–387.

5.         Lee T., Gray S. Subwavelength light bending by metal slit structures // Opt. Exp. 2005. V. 13(24). P. 9652–9659.

6.        Veronis G., Fan S. Bends and splitters in metal-dielectric-metal subwavelength plasmonic waveguides // Appl. Phys. Lett. 2005. V. 87(13). P. 131102.

7.         Gao H., Shi H., Wang C., Du C., Luo X., Deng Q., Lv Y., Lin X., Yao H. Surface plasmon polariton propagation and combination in Y-shaped metallic channels // Opt. Exp. 2005. V. 13(26). P. 10795–10800.

8.        Wang B., Wang G.P. Surface plasmon polariton propagation in nanoscale metal gap waveguides // Opt. Lett. 2004. V. 29(17). P. 1992–1994.

9.        Nikolajsen T., Leosson K., Bozhevolnyia S.I. Surface plasmon polariton based modulators and switches operating at telecom wavelengths // Appl. Phys. Lett. 2004. V. 85(24). P. 5833–5835.

10.       Zhao H., Guang X., Huang J. Novel optical directional coupler based on surface plasmon polaritons // Physica E. 2008. V. 40(10). P. 3025–3029.

11.       Dilbacher H., Krenn J.R., Schider G., Leitner A., Aussenegg F.R. Two-dimensional optics with surface plasmon polaritons // App. Phys. Lett. 2002. V. 81(10). P. 1762–1764.

12.       Bozhevolnyi S.I., Erland J., Leosson K., Skovgaard P.M.W., Hvanm J.M. Waveguiding in surface plasmon polariton band gap structures // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 86(14). P. 3008–3011.

13.       Lin X.S., Huang X.G. Tooth-shaped plasmonic waveguide filters with nanometric sizes // Opt. Lett. 2008. V. 33(23). P. 2874–2876.

14.       Zhang Z.Y., Wang J.D., Zhao Y.N., LuD., Xiong Z.H. Numerical investigation of a branch-shaped filter based on metal-insulator-metal waveguide // Plasmonics. 2011. V. 6(4). P. 773–778.

15.       Chen P.X., Liang R.S., Huang Q.D., Yu Z., Xu X.K. Plasmonic filters and optical directional couplers based on wide metal-insulator-metal structure // Opt. Exp. 2011. V. 19(8). P. 7633–7639.

16.       Hwang Y., Kim J.E., Park H.Y., Kee C.S. Plasmonic stop band formation in a metal-insulator-metal ring with a narrow gap // J. Optics. 2011. V. 13(7). P. 075006.

17.       Yun B.F., Hu G. H., Cui Y.P. Theoretical analysis of a nanoscale plasmonic filter based on a rectangular metal-insulator-metal waveguide // J. Physics D: Appl. Phys. 2010. V. 43(38) P. 385102.

18.       Zand I., Mahigir A., Pakizeh T., Abrishamian M.S. Selective-mode optical nanofilters based on plasmonic complementary split-ring resonators // Opt. Exp. 2012. V. 20(7). P. 7516–7525.

19.       Zand I., Abrishamian M.S., Berini P. Highly tunable nanoscale metal-insulator-metal split ring core ring resonators (SRCRRs) // Opt. Exp. 2013. V. 21(1). P. 79–86.

20.      Lin X. S., Huang X. G. Tooth-shaped plasmonic waveguide filters with nanometric sizes // Opt. Lett. 2008. V. 33(23). P. 2874–2876.

21.       Tao J., Huang X.G., Lin X., Zhang Q., Jin X. A narrowband subwavelength plasmonic waveguide filter with asymmetrical multiple-teeth-shaped structure // Opt. Exp. 2009. V. 17(16). P. 13989–13994.

22.      Pannipitiya A., Rukhlenko I.D., Premaratne M., Hattori H.T. Agrawal G.P. Improved transmission model for metal-dielectric-metal plasmonic waveguides with stub structure // Opt. Exp. 2010. V. 18(6). P. 6191–6204.

23.      Luo X., Zou X.H., Li X.F, Zhou Z., Pan W., Yan L.S., Wen K.H. High-uniformity multichannel plasmonic filter using linearly lengthened insulators in metal–insulator–metal waveguide // Opt. Lett. 2013. V. 38(9). P. 1585–1587.

24.      Wen K.H., Yan L.S., Pan W., Luo B., Guo Z., Guo Y.H., Luo X.G. Design of plasmonic comb-like filters using loop-based resonators // Plasmonics. 2013. V. 8(2). P. 1017–1022.

25.      Lu H., Liu X.M., Mao D., Wang L.R., Gong Y.K. Tunable band-pass plasmonic waveguide filters with nanodisk resonators // Opt. Exp. 2010. V. 18(17). P. 17922–17927.

26.      Rezaei M., Miri M., Khavasi A., Mehrany K., Rashidian B. An efficient circuit model for the analysis and design of
rectangular plasmonic resonators // Plasmonics. 2012. V. 7(2). P. 245–252.

27.       Yun B.F., Hu G.H., Cui Y.P. Resonant mode analysis of the nanoscale surface plasmon polariton waveguide filter with rectangle cavity // Plasmonics. 2013. V. 8(2). P.267–275.

28.      Wu T.S., Liu Y.M., Yu Z.Y., Peng Y.W., Shu C.G., Ye H. The sensing characteristics of plasmonic waveguide with a ring resonator // Opt. Exp. 2014. V. 22(7). P. 7669–7677.

29.      Wang T.B., Wen X.W., Yin C.P., Wang H.Z. The transmission characteristics of surface plasmon polaritons in ring resonator // Opt. Exp. 2009. V. 17(26). P. 24096–24101.

30.      Johnson P.B., Christy R.W. Optical constants of the noble metals // Phys. Rev. B. 1972. V. 6(12). P. 4370–4379.

31.       Dionne J.A., Sweatlock L.A., Atwater H.A., Polman A. Plasmon slot waveguides: Towards chip-scale propagation with subwavelength-scale localization // Phys. Rev. B. 2006. V. 73(3). P. 035407.

32.      Wang B., Wang G.P. Plasmon Bragg reflectors and nanocavities on flat metallic surfaces // Appl. Phys. Lett. 2005.
V. 87(1). P. 013107.  

 

 

Полный текст