基于表面等离激元的金属波导全光开关设计  被引量:11

Design of a Metallic Waveguide All-Optical Switch Based on Surface Plasmon Polaritons

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作  者:石振东[1] 赵海发[2] 刘建龙[2] 刘树田[2] 

机构地区:[1]中国工程物理研究院激光聚变研究中心,四川绵阳621900 [2]哈尔滨工业大学物理系,黑龙江哈尔滨150001

出  处:《光学学报》2015年第2期214-220,共7页Acta Optica Sinica

摘  要:利用金属表面等离激元(SPP)对光波的束缚和局域增强作用,设计了一种基于金属-电介质-金属波导布拉格光栅的全光开关。根据波导的电介质材料及其结构对有效折射率的调制作用,确定了开关各结构组成部分的材料和尺寸。通过引入金属波导滤波结构对抽运光和信号光进行了有效地分离,防止了抽运光对信号光及后续光路的干扰。使用时域有限差分算法(FDTD)对开关性能进行仿真,结果表明:新设计的全光开关在抽运光的光强为50 MW/cm2时其消光比达到7.32 d B,开关响应时间小于2 ps,结构的横向尺寸约为400 nm。A novel metallic waveguide Bragg grating all-optical switch based on surface plasmon polaritons (SPP) is proposed using the enhancement and constraint to light by metal-dielectric-metal waveguide Bragg grating. The material and structure size of this switch are decided according to their modulation affection to the effective refractive index. By adding a metal waveguide filter structure in the switch, the pump and signal light are separated, preventing the disturbance of the pump light to signal light and subsequent light path. The simulation of finite-difference time-domain method results show that the extinction ratio reaches 7.2 dB when the intensity of the pump is 50 MW/em2, response time is less than 2 ps, and the transverse dimension of this structure is about 400 nm.

关 键 词:集成光学 全光开关 时域有限差分方法 金属波导 布拉格光栅 

分 类 号:O436[机械工程—光学工程]

 

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