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SPASER技术的MIM波导放大器特性分析

朱君 秦柳丽 宋树祥

朱君, 秦柳丽, 宋树祥. SPASER技术的MIM波导放大器特性分析[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(3): 320002-0320002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0320002
引用本文: 朱君, 秦柳丽, 宋树祥. SPASER技术的MIM波导放大器特性分析[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(3): 320002-0320002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0320002
Zhu Jun, Qin Liuli, Song Shuxiang. Characteristic analysis MIM waveguide amplifier by SPASER technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(3): 320002-0320002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0320002
Citation: Zhu Jun, Qin Liuli, Song Shuxiang. Characteristic analysis MIM waveguide amplifier by SPASER technology[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(3): 320002-0320002(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0320002

SPASER技术的MIM波导放大器特性分析

doi: 10.3788/IRLA201645.0320002
基金项目: 

国家自然科学基金(61361011);广西自然科学基金(2015GXNSFBA139257);广西师范大学重点项目(2015ED03);广西自动检测技术与仪器重点实验室(YQ16206)

详细信息
    作者简介:

    朱君(1985-),男,硕士生导师,博士,主要从事微纳器件设计与制作方面的研究。Email:zhujun1985@gxnu.edu.cn

  • 中图分类号: O23

Characteristic analysis MIM waveguide amplifier by SPASER technology

  • 摘要: SPASER是所报道的最小的、第一个在可见光或更宽的波长范围内工作的纳米级的有源器件。采用双稳态方法,将SPASER技术引入到改进的MIM波导结构实现表面等离子波放大器的设计,理论上采用SPASER的激光理论的Bloch方程推导得出:泵浦速率小于阈值时,增益介质反转粒子数保持为0,在泵浦速率大于阈值时,反转粒子数随泵浦速率线性增长;系统的几何特性完全由本征模式函数描述,在给定本征模式下,其性质完全取决于材料参数;选择合适的材料参数,可以使各状态的驰豫特征时间都在亚皮秒量级。模型计算结果表明:改进结构不会改变SPPs的强局域化特性;器件解决了SPASER内反馈造成的表面等离子净增益消除的难题。研究成果可应用到生物传感、波谱检测、显微成像、超快通信等领域。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-07-05
  • 修回日期:  2015-08-20
  • 刊出日期:  2016-03-25

SPASER技术的MIM波导放大器特性分析

doi: 10.3788/IRLA201645.0320002
    作者简介:

    朱君(1985-),男,硕士生导师,博士,主要从事微纳器件设计与制作方面的研究。Email:zhujun1985@gxnu.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(61361011);广西自然科学基金(2015GXNSFBA139257);广西师范大学重点项目(2015ED03);广西自动检测技术与仪器重点实验室(YQ16206)

  • 中图分类号: O23

摘要: SPASER是所报道的最小的、第一个在可见光或更宽的波长范围内工作的纳米级的有源器件。采用双稳态方法,将SPASER技术引入到改进的MIM波导结构实现表面等离子波放大器的设计,理论上采用SPASER的激光理论的Bloch方程推导得出:泵浦速率小于阈值时,增益介质反转粒子数保持为0,在泵浦速率大于阈值时,反转粒子数随泵浦速率线性增长;系统的几何特性完全由本征模式函数描述,在给定本征模式下,其性质完全取决于材料参数;选择合适的材料参数,可以使各状态的驰豫特征时间都在亚皮秒量级。模型计算结果表明:改进结构不会改变SPPs的强局域化特性;器件解决了SPASER内反馈造成的表面等离子净增益消除的难题。研究成果可应用到生物传感、波谱检测、显微成像、超快通信等领域。

English Abstract

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