[發(fā)明專利]一種實現(xiàn)電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象的納米光學(xué)結(jié)構(gòu)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210140159.8
• 申請日: 2022-02-16
• 公開（公告）號: CN114566805A
• 公開（公告）日: 2022-05-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳召;王藝霖;侯志靈
• 申請（專利權(quán)）人: 北京化工大學(xué)
• 主分類號: H01Q15/00
• 分類號: H01Q15/00
• 代理公司: 北京五月天專利商標代理有限公司 11294
• 代理人: 張瑞豐

本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象的納米光學(xué)結(jié)構(gòu)，包括表面等離激元效應(yīng)層和導(dǎo)模諧振層，表面等離激元效應(yīng)層位于導(dǎo)模諧振層上方。本發(fā)明可以在單元胞結(jié)構(gòu)對稱的前提下，實現(xiàn)電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微納光子學(xué)領(lǐng)域，尤其是一種實現(xiàn)電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象的納米光學(xué)結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

電磁誘導(dǎo)透明(Electromagnetically induced transparency, EIT)是三能級原子系統(tǒng)中由于激發(fā)路徑與原子上能級之間的干擾而產(chǎn)生的一種電磁現(xiàn)象。EIT圖像具有明顯的窄窗，這在非線性光學(xué)處理，超快開關(guān)以及慢光器件等方面有著巨大的應(yīng)用價值。近些年，研究人員在一些經(jīng)典的結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)了類似原子系統(tǒng)的EIT現(xiàn)象，稱之為類電磁誘導(dǎo)透明，即EIT-like。比較常見的實現(xiàn)EIT-like的系統(tǒng)有金屬-介質(zhì)-金屬波導(dǎo)，金屬聚合物，光子晶體以及超材料等。其中，基于亞波長單元結(jié)構(gòu)的人工電磁超材料具有優(yōu)異的電磁特性，如負折射率、超分辨率以及極化轉(zhuǎn)化等，使得超材料研究成為近年量子通信、納米光學(xué)等領(lǐng)域的前沿研究方向。

近年來，研究人員利用超材料來實現(xiàn)EIT現(xiàn)象以便研究其慢光效應(yīng)等特性。一般而言，由于結(jié)構(gòu)的對稱性破缺，光波不同模式之間的相互耦合作用，就會產(chǎn)生EIT現(xiàn)象。然而，在之前的諸多基于超材料的研究中要實現(xiàn)EIT現(xiàn)象都是需要打破其結(jié)構(gòu)的對稱性的，這無疑給刻蝕加工帶來了困難。如何在保持單元胞結(jié)構(gòu)對稱(即關(guān)于x和y軸對稱)的前提下，實現(xiàn)EIT現(xiàn)象是亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于提供一種實現(xiàn)電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象的納米光學(xué)結(jié)構(gòu)，可以在單元胞結(jié)構(gòu)對稱的前提下，實現(xiàn)電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案：

一種實現(xiàn)電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象的納米光學(xué)結(jié)構(gòu)，包括表面等離激元效應(yīng)層和導(dǎo)模諧振層，表面等離激元效應(yīng)層位于導(dǎo)模諧振層上方。

進一步地，表面等離激元效應(yīng)層和導(dǎo)模諧振層之間設(shè)有介質(zhì)襯底層。

進一步地，表面等離激元效應(yīng)層由金屬材料制成，導(dǎo)模諧振層由高折射率材料制成。

進一步地，表面等離激元效應(yīng)層設(shè)有十字形鏤空諧振腔、圓形鏤空諧振腔或方形鏤空諧振腔。

進一步地，表面等離激元效應(yīng)層采用金屬銀或金制成，導(dǎo)模諧振層由硅制成，介質(zhì)襯底層由二氧化硅制成。

進一步地，介質(zhì)襯底層折射率n=1.45。

進一步地，硅的取值為[波長，折射率實部，折射率虛部]=[ 688 708 729 751 774799 826,3.788 3.7644 3.7419 3.7204 3.6999 3.6801 3.6611，0.0112 0.009920.00865 0.00745 0.0063 0.00522 0.00421]，其中波長的單位為nm。

進一步地，納米光學(xué)結(jié)構(gòu)是由多個單元胞結(jié)構(gòu)組成的周期性結(jié)構(gòu)，X方向和Y方向是周期性，Z方向為單一性，每個單元胞結(jié)構(gòu)Z向由上至下由表面等離激元效應(yīng)層、介質(zhì)襯底層、導(dǎo)模諧振層組成。

進一步地，單元胞結(jié)構(gòu)關(guān)于X軸和Y軸對稱設(shè)置。

進一步地，入射光為線偏光+z方向正入射，線偏光波長范圍為700 nm ~ 800 nm。

本發(fā)明具有的有益效果：

本發(fā)明包括表面等離激元效應(yīng)層和導(dǎo)模諧振層，表面等離激元效應(yīng)層位于導(dǎo)模諧振層上方。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將表面等離激元效應(yīng)和高折射率材料的導(dǎo)模諧振特性結(jié)合起來實現(xiàn)EIT-like現(xiàn)象，提出了一種實現(xiàn)電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象的新結(jié)構(gòu)，同時保持了單元胞結(jié)構(gòu)的x和y方向的對稱性。