在等离子道连接处,通过光子模式分散来设计脱路径,以实现低损失的波导
Zhe Wang1,2, Vijith Kalathingal1,3, Goki Eda2,4,5
1Department of Electrical and Computer Engineering, National University of Singapore, 4 Engineering Drive 3, 117583, Singapore.
ACS nano
|December 26, 2023
概括
研究人员通过对周围介电介质进行工程来优化等离子体道连接 (TJ) 的性能. 这种方法增强了模式选择性,以便有效地将等离子和光子类模式脱离,这对于先进的光学设备至关重要.
科学领域:
- 塑学和纳米光子学
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 量子道化 量子道化
背景情况:
- 在等离子道连接 (TJs) 中,不弹性电子道 (IET) 能够实现低压,高速光学模式激发.
- 实现这些等离子体模式的选择性外是一个重大挑战.
- 使用纳米天线或2D材料的现有方法涉及复杂的制造和有限的可调性.
研究的目的:
- 开发一种更简单,可调节的方法来控制TJs中的等离子模式外选择性.
- 调查介电环境修改对模式选择性和效率的影响.
- 展示一种实际方法来提高TJ设备的性能.
主要方法:
- 使用多层介电基板 (SiO2-SiN玻璃),在TJs周围具有量身定制的导电性.
- 使用理论建模和实验验证来分析模式外.
- 描述等离子和光子类模式的相对合效率和功率图.
主要成果:
- 通过修改介电介质来证明优化模式选择性.
- 实现了较高的相对合效率:62.77%的等离子模式和29.07%的光子类模式.
- 获得的优点数字高达180和140,平衡外和传播长度 (几十微米).
结论:
- 修改介电环境为LDOS工程和TJ性能定制提供了一个简单而有效的途径.
- 拟议的方法与标准薄膜制造工艺无集成.
- 开发的设备与化光子学平台兼容,为集成光子设备铺平了道路.
