介质纳米天线作为高效超紧凑表面波解复用器
光学
2017-09-15 v2
摘要
用于在纳米尺度高效激发和操控表面波的纳米天线是紧凑光子电路的关键元件。然而，此前实现的设计采用等离激元纳米天线，存在高欧姆损耗、相对较低的光谱分辨率以及复杂的刻蚀制造结构。本文提出一种超紧凑且简单的介质纳米天线（硅纳米球），能够在薄金膜上定向发射表面等离激元，并以高光谱分辨率对其进行解复用。我们通过实验证明，介质纳米天线支持的磁偶极矩与电偶极矩的相互干涉，导致所激发表面波沿相反方向传播，其波长在光学范围内相差不到50 nm。仅通过改变硅球直径，即可实现纳米天线工作范围的宽带可重构性。此外，尽管所提出的纳米天线具有亚波长尺寸（），它们仍能在前向和后向高效定向发射表面波，在50 nm光谱带内测得的前后比对比度接近两个数量级。我们的无刻蚀设计作为高效、低成本且超紧凑的解复用器，在先进光子电路中具有巨大潜力。
引用
@article{arxiv.1705.07689,
title = {Dielectric nanoantenna as an efficient and ultracompact demultiplexer for surface waves},
author = {Ivan S. Sinev and Andrey A. Bogdanov and Filipp E. Komissarenko and Kristina S. Frizyuk and Mihail I. Petrov and Ivan S. Mukhin and Sergey V. Makarov and Anton K. Samusev and Andrei V. Lavrinenko and Ivan V. Iorsh},
journal= {arXiv preprint arXiv:1705.07689},
year = {2017}
}
备注
added relevant references; fixed typos in Supplementary eq. 8,9,11