表面等离子体亚波长光学研究取得突破进展

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【概要描述】日前，中科院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室刘雪明研究小组在表面等离子体激元（Surface Plasmon Polaritons, SPPs）研究工作中取得突破进展，设计出的基于SPPs纳米谐振腔的多通道波分复用器的透射率比目前已报道的高值提高了近2倍。相关成果引起美国光学学会（Optical Society of America, OSA）关注。

　　日前，中科院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家实验室刘雪明研究小组在表面等离子体激元（Surface Plasmon Polaritons, SPPs）研究工作中取得突破进展，设计出的基于SPPs纳米谐振腔的多通道波分复用器的透射率比目前已报道的高值提高了近2倍。相关成果引起美国光学学会（Optical Society of America, OSA）关注。

　　SPPs是由外部电磁场与金属表面自由电子相互作用形成的一种相干共振，具有巨大的局部场增强效应。它能够克服衍射极限，产生许多新颖的光学现象，如负折射、棱镜、隐形等。这些复杂的现象有可能预示着新原理、新理论、新技术。SPPs为发展新型光子器件、宽带通讯系统、微小光子回路、数据存储、显微镜、太阳能电池、新型光子传感器等提供了可能。目前，基于SPPs的亚波长光学成为光学和光子学中发展为迅速的研究方向之一。

　　刘雪明研究员及其课题组成员王国玺、宫永康、王擂然、陆华、毛东和段利娜等近年来在开展SPPs的研究工作中，研究了SPPs在布拉格反射器、滤波器、波分复用器、非线性全光开关、二次谐波产生等领域的应用，取得了一些创新性的研究成果。同时通过对SPPs纳米波导的深入研究，发现了金属-介质-金属纳米腔具有极强的光局域共振和良好的滤波特性。相关成果已先后在Optics Letters、Optics Express、J. Opt. Soc. Am. B、Applied Optics等国际一流学术刊物上发表学术论文10余篇，得到了国内外同行专家的认可和积极评价。

　　刘雪明等科研人员基于此效应设计出一种基于SPPs纳米谐振腔的多通道波分复用器。通过对纳米腔的半径、耦合长度、折射率等物理参数与SPPs共振透射率之间关系的测试结果表明，该波分复用器具有结构紧凑、波长可调、透射率高等优点，它的透射率比目前已报道的高值提高了近2倍。这种波分复用器可应用于集成光通信、光计算、光信息处理等领域。相关的成果于2011年2月8日发表在《Optics Express》，论文题目为：Tunable multi-channel wavelength demultiplexer based on MIM plasmonic nanodisk resonators at telecommunication regime（http://www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-19-4-3513 ）。该研究成果被OSA于2011年2月14日选为 “Image of the week”。

　　基于纳米谐振腔的多信道波分复用器(http://www.opticsinfobase.org/oe/viewmedia.cfm?uri=oe-19-4-3513&seq=1)

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