[發明專利]基于雙短腔耦合系統PIA效應的開關及控制方法

在審

• 申請號: 201810396731.0
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108646324A
• 公開（公告）日: 2018-10-12
• 發明（設計）人: 劉彬;胡金鳳;劉娟;梁紅勤
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G02B5/00
• 分類號: G02B5/00
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所 36122
• 代理人: 張文杰

1.一種基于雙短腔耦合系統PIA效應的開關，包括背景1、波導2、第一短腔3和第二短腔4，其特征在于，所述背景1的下部對稱設置有所述波導2，所述波導2之間自下而上垂直間隔排列有第一短腔3和第二短腔4，構成雙腔系統；波導2間第一短腔3和第二短腔4相干耦合，在透射譜上會出現兩個透射峰和一個PIA窗口；對PIA窗口的相位響應進行仿真，會出現反常色散；在雙腔系統的第二短腔4正上方再增加第三短腔5，構成三腔系統；各短腔之間兩兩相互作用，在透射譜上會出現兩個PIA窗口，稱為雙PIA系統，通過控制第三短腔5的有無，形成開關功能。

2.根據權利要求1所述的基于雙短腔耦合系統PIA效應的開關，其特征在于，所述波導2為構成表面等離子體激元雙腔耦合波導系統的金屬-介質-金屬（MIM），材料為SiO₂。

3.根據權利要求1所述的基于雙短腔耦合系統PIA效應的開關，其特征在于，所述第一短腔3、第二短腔4和第三短腔5的材料均為熔融的SiO₂。

4.根據權利要求1所述的基于雙短腔耦合系統PIA效應的開關，其特征在于，所述背景1的材料為金屬Ag。

5.一種如權利要求1所述的基于雙短腔耦合系統PIA效應的開關的控制方法，其特征在于，其步驟如下：

首先，在MIM波導2中引入第一短腔3，調節并確定第一短腔3與MIM波導2之間的耦合距離；

其次，在第一短腔3的正上方增加第二短腔4，第一短腔3與第二短腔4自下而上垂直間隔排列，構成雙腔系統；

然后，分別仿真出表面等離子體激元單腔和雙腔時的透射情況，并繪制在一個圖像中，雙腔透射峰出現在單腔透射峰附近的左右兩側，雙腔的透射率低于單腔的透射率，形成PIA窗口；

最后，在雙腔系統中第二短腔4的正上方再增加第三短腔5，構成三腔耦合，然后通過時域有限差分方法仿真得到雙腔和三腔耦合的光譜圖；三腔耦合時的波峰與雙腔耦合時的波谷相對應，三腔耦合時的波谷與雙腔耦合時的波峰相對應，由此，通過控制第三短腔5的有無，實現光開關功能。

6.一種如權利要求書1所述的基于雙短腔耦合系統PIA效應的開關的應用，其特征在于，該開關應用于光開關或濾波器。