中国激光, 2019, 46 (2): 0213001, 网络出版: 2019-05-09   

双金属挡板金属-电介质-金属波导耦合方形腔的Fano共振传感特性 下载: 1098次

Fano Resonance Sensing Characteristics of Metal-Dielectric-Metal Waveguide Coupling Square Cavity with Bimetallic Baffle
作者单位
1 燕山大学电气工程学院测试计量技术与仪器河北省重点实验室, 河北 秦皇岛 066004
2 河北科技大学信息科学与工程学院, 河北 石家庄 050018
3 河北先河环保科技股份有限公司, 河北 石家庄 050000
摘要
基于表面等离激元在亚波长结构的传输特性,提出了一种含双金属挡板的金属-电介质-金属(MDM)波导耦合方形腔结构。法布里-珀罗(F-P)谐振腔产生的宽连续态与由方形谐振腔产生的窄离散态干涉相消,形成了Fano共振。基于耦合模理论,定性分析了该结构Fano共振的产生机理。利用有限元法对该结构进行了仿真,定量分析了结构参数对折射率传感特性的影响。结果表明,优化参数后该结构的折射率灵敏度高达1080 nm/RIU,优质因子高达7.35×10 5
Abstract
A metal-dielectric-metal (MDM) waveguide-coupled square cavity structure with bimetallic baffle is proposed based on the transmission characteristics of surface plasmon polaritons in sub-wavelength structure. The Fano resonance is an asymmetric spectral line formed by the destructive interference between the wide continuous state generated by the Fabry-Perot (F-P) resonator and the narrow discrete state interference generated by the square cavity. Based on the coupled mode theory, the generation mechanism of the Fano resonance of the structure is qualitatively analyzed. The structure is simulated by finite element method , and the influence of structural parameters on the refractive index sensing characteristics is qualitatively analyzed. The results show that the refractive index sensitivity of the proposed structure reaches 1080 nm/RIU and the figure of merit reaches 7.35×10 5 after optimizing the parameters.

陈颖, 曹景刚, 许扬眉, 高新贝, 谢进朝, 唐心亮, 李少华. 双金属挡板金属-电介质-金属波导耦合方形腔的Fano共振传感特性[J]. 中国激光, 2019, 46(2): 0213001. Ying Chen, Jinggang Cao, Yangmei Xu, Xinbei Gao, Jinchao Xie, Xinliang Tang, Shaohua Li. Fano Resonance Sensing Characteristics of Metal-Dielectric-Metal Waveguide Coupling Square Cavity with Bimetallic Baffle[J]. Chinese Journal of Lasers, 2019, 46(2): 0213001.

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