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基于表面等离子体效应的光开关研究现状和进展


□ 陈 聪 王 沛 苑光辉 王小蕾 闵长俊 邓 燕 鲁拥华 明 海

  摘 要目前表面等离子体(surface plasmons, SPs)效应在光传感、光存储及生物光子学等领域的应用前景受到了广泛关注,通过计算模拟或实验基于SPs效应的光开关也层出不穷.文章较为系统地介绍了各种基于SPs效应的光开关原理和优缺点,对SPs全光开关做了重点介绍.
  关键词表面等离子体亚波长光学, 光开关, 光双稳, 综述
  
  Optical switches based on surface plasmons
  CHEN CongWANG PeiYUAN Guang-HuiWANG Xiao-LeiMIN Chang-JunDENG YanLU Yong-HuaMING Hai
  (Anhui Key Laboratory of Optoeletronic Science and Technology, Department of Physics, University of Science and Technology of China, Hefei 230026, China)
  AbstractGreat attention is being paid to surface plasmons (SPs) because of their potential applications in sensors, data storage and bio-photonics. Recently, more and more optical switches based on surface plasmon effects have been demonstrated either by simulation or experimentally. This article describes the principles, advantages and disadvantages of various types of optical switches based on SPs, in particular the all-optical switches.
  Keywordssurface plasmons, subwavelength optics, optical switch, optical bistability, overview
  1 引言
  
  表面等离子体是局域在金属表面、沿表面传播的一种电磁波,通过构造金属表面的结构,可以在纳米尺度下控制表面等离子体的激发和传播——特别是它与光的相互耦合[1].这种可调控性在新型光子学,尤其是亚波长光子器件的设计应用方面极具潜力,目前如何有效进行表面等离子体的动态调控是重要的研究方向,最主要的就是实现基于表面等离子体效应的光开关(下面简称SPs光开关).SPs光开关是在开关结构中激发SPs,通过改变外部条件影响SPs的激发或传输特性,进而达到开关效果的一种新型光开关.随着制作工艺的不断成熟,SPs光开关利用新的物理机理和物理结构,可在小于衍射极限尺度内实现光的控制,在纳米尺度上实现光子器件的集成[2],因此SPs光开关在速度和尺寸及驱动功率方面具有独特优势.目前报道的SPs光开关类型主要有热光开光、电光开光及全光开光等. ......
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摘自:物理
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