基于SPPs-CDEW混合模式的亚波长单缝多凹槽结构全光二极管
[Abstract]:All-optical diodes are the most basic photonic devices in integrated photonic circuits. How to effectively enhance the one-way transmission of all-optical diodes and improve extinction ratio has been the focus of scholars. At present, there are few studies on the fabrication of all-photodiode devices with subwavelength metal microstructures using (surface plasmon polaritons,SPPs) and (composite diffracted evanescent wave,CDEW). Therefore, the development of a modulable all-light diode is of great significance for the fabrication of complex photonic circuits in the future. In this paper, a design method and structure of all-light diodes based on SPPs-CDEW hybrid mode is proposed. The structure combines Fabry-Perot resonance effect in nano-cracks and uses structural parameters to regulate SPPs. The function of unidirectional beam transmission is realized. Firstly, the transmission enhancement of single-slit symmetric double-groove nanostructures is analyzed by theoretical derivation and finite element method, and the physical mechanism of transmission enhancement and weakening is proposed. Secondly, the far-field transmission spectrum with the variation of the distance between single slit and groove pair is calculated, and the theoretical and numerical results are in good agreement. Finally, the position and quantity of the grooves are determined accurately by the transmission spectrum. Five pairs of enhanced transmission grooves on the upper surface and six pairs on the lower surface are obtained. The unidirectional transmittance of all-light diodes is effectively enhanced, and the extinction ratio is increased. The maximum extinction ratio can reach 38.3 dB, that is, the forward transmittance is 6761 times of the reverse transmittance, which is 14.6 dB, higher than the previous literature. And working wavelength bandwidth of about 70 nm wide (20 dB).) at 850 nm The proposed photodiode has the advantages of simple structure, wide bandwidth, easy integration and high coupling efficiency. The research results have potential application value in optical signal transmission, integrated optical circuit, super-resolution lithography and other related fields.
【作者单位】: 西北师范大学物理与电子工程学院;兰州理工大学理学院;
【基金】:国家自然科学基金(批准号:61367005,41461078)资助的课题~~
【分类号】:TN31
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,本文编号:2344073
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