三维光场限制的混合表面等离子体纳米激光器
本文选题:激光器 + 表面等离子体 ; 参考:《中国激光》2017年10期
【摘要】:设计了一种带圆角的金属脊和低折射率空气间隙的新型混合表面等离子体波导结构。基于有限元法建立数学模型,在工作波长为489nm的可见光波段研究了该波导的电场分布、归一化模式面积、传输距离、品质因子和珀塞尔因子随金属脊曲率半径的变化情况。结果表明,调整结构参数可使波导实现超深亚波长的光场限制,同时获得较大的SPPs辐射增强倍数。在最优几何参数(纳米线半径为95nm,金属脊曲率半径为20nm)下,波导有效模式面积为0.0037λ2,品质因子为268,珀塞尔因子为65,增益阈值为0.2768μm-1,其表征激光增强值为69800。该激光器谐振腔具有超强的局域能力和激光增强能力,可以实现超深亚波长的低阈值激射。
[Abstract]:A novel hybrid surface plasma waveguide structure with circular metal ridges and low refractive index air gap is designed. Based on the finite element method (FEM), the electric field distribution, normalized mode area, transmission distance, quality factor and Purcell factor with curvature radius of metal ridge are studied in the visible wavelength of 489nm. The results show that the optical field limitation of ultra-deep subwavelength can be achieved by adjusting the structure parameters, and a large SPPs radiation enhancement multiple can be obtained at the same time. Under the optimum geometric parameters (nanowire radius 95 nm, metal ridge curvature radius 20 nm), the effective mode area of the waveguide is 0.0037 位 2, the quality factor is 268, the Purcell factor is 65, the gain threshold is 0.2768 渭 m -1, and the laser enhancement value is 69800. The laser resonator has super local capability and laser enhancement ability, which can realize the low threshold laser emission of ultra-deep subwavelength.
【作者单位】: 燕山大学电气工程学院;
【基金】:河北省自然科学基金(F2017203316)
【分类号】:TN248
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本文编号:1873697
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