Гибридный плазмонный волновод
Автор: Белан Сергей Александрович, Вергелес Сергей Сергеевич, Воробьев Петр Евгеньевич
Журнал: Труды Московского физико-технического института @trudy-mipt
Рубрика: Теоретическая и приклодная физика
Статья в выпуске: 1 (17) т.5, 2013 года.
Бесплатный доступ
Гибридный плазмонный волновод состоит из диэлектрического нановолокна высокой диэлектрической проницаемости, встроенного в диэлектрик с низкой диэлектрической проницаемостью вблизи поверхности металла. Эта архитектура рассматривается как один из наиболее перспективных кандидатов для дальнобойного направления. Дисперсионное соотношение основной моды гибридного волновода получается аналитически в квазиэлектростатическом приближении. Впервые, насколько нам известно, явно написано бесконечное множество линейных алгебраических уравнений для решения проблемы собственных мод в такой геометрии. Получено и обсуждено численное решение, основанное на этом подходе. Наш качественный анализ и численные результаты показывают преимущества специальной конструкции волновода, когда диэлектрическая проницаемость цилиндра больше, чем абсолютная величина диэлектрической проницаемости металла.
Короткий адрес: https://sciup.org/142186213
IDR: 142186213
Список литературы Гибридный плазмонный волновод
- Born M., Wolf E. Principles of Optics. -Cambridge Univ. Press, 1999.
- Gramotnev D. K., Bozhevolnyi S. I. Plasmonics beyond the diffraction limit//Nat. Phot. -2010 -V. 4.
- Economou E. N. Surface plasmons in thin films//Phys. Rev. -1969.
- Burke J. J., Stegeman G. I., Tamir T. Surface-polariton-like waves guided by thin, lossy metal films//Phys. Rev. -1986.
- Takahara J., Yamagishi S., Taki H., Morimoto A., Kobayashi T. Guiding of a onedimensional optical beam with nanometer diameter//Opt. Lett. -1997.
- Oulton R. F., Sorger V. J., Genov D. A., Pile D. F. P., Zhang X. Hybrid plasmonic waveguide for subwavelength confinement and long-range propagation//Nat. Phot. -2008. -V. 2.
- Oulton R. F., Bartal G., Pile D. F. P., Zhang X. Confinement and propagation characteristics of subwavelength plasmonic modes//New J. Phys. -2008.
- Sorger V. J., Ziliang Y, Oulton R. F., Bartal Y. W. G., Yin X., Zhang X. Experimental demonstration of low-loss optical waveguiding at deep sub-wavelength scales//Nat. Comm. -2011.
- Borghi R., Gori F., Santarsiero M., Frezza F., Schettini G. Plane-wave scattering by a perfectly conducting circular cylinder near a plane surface: cylindrical-wave approach//J. Opt. Soc. Am. A. -1996. -V. 13.
- Borghi R., Santarsiero M., Frezza F., Schettini G. Plane-wave scattering by a dielectric circular cylinder parallel to a general reflecting flat surface//J. Opt. Soc. Am. A. -1997. -V. 14.
- Fedyanin D. Y., Krasavin A. V., Arsenin A. V., Zayats A. V. Surface Plasmon Polariton Amplification Upon Electrical Injection in Highly Integrated Plasmonic Circuits//Nano Letters -2012. -V. 12.
- Morse P. M., Feshbach H. Methods of Theoretical Physics. -New York: McGraw-Hill, 1953.
- Oulton R. F., Sorger V. J., Zentgraf T., Ren-Min Ma, Gladden C., Dai L., Bartal G., Zhang
- X. Plasmon lasers at deep subwavelength scale//Nat. -2009.
- Marcuse D. Light Transmission Optics. -New York: Van Nostrand Reinhold, 1972.
- Zakowicz W. Two coupled dielectric cylindrical waveguides//J. Opt. Soc. Am. A -1997 -V.14, N. 3.
- Bulushev A. G., Dianov E. M., Okhotnikov O. G. Propagation of the radiation in two identical coupled waveguides//Sov. J. Quantum Electron. -1988.
- Abramovitz M., Stegun I. Handbook of mathematical functions, 1979.
- Borghi R., Frezza F., Santarsiero M., Schettini G. Angular spectrum of modified cylindrical wave-functions//International Journal of Infrared and Millimeter Waves -1999. -V. 20, N. 10.
- Avrutsky I., Soref R., Buchwald W. Sub-wavelength plasmonic modes in a conductor-gapdielectric system with a nanoscale gap//Optics Express. -2010.
- Ishikawa A., Zhang S., Genov D. A., Bartal G., Zhang X. Deep Subwavelength TerahertzWaveguides Using Gap Magnetic Plasmon//Phys. Rev. Let. -2009. -V. 102.
- Nam S. H., Taylor A. J., Efimov A. Subwavelength hybrid terahertz waveguides//Optics Express. -2009. -V. 17.
- West P. R., Ishii S., Naik G. V., Emani N. K., Shalaev V. M., Boltasseva A. Searching for better plasmonic materials//Laser Photonics Rev. -2010 -V. 4, N. 6.
