表面等離子體激元是指在金屬表面存在的自由振動(dòng)電子與光子相互作用而產(chǎn)生的沿著金屬表面?zhèn)鞑サ碾姶挪ǎ哂芯薮蟮木植繄?chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)。它能夠突破傳統(tǒng)的衍射極限,從而實(shí)現(xiàn)在納米尺度上對(duì)光子的操縱和調(diào)控。表面等離子體光學(xué)為實(shí)現(xiàn)全光集成,發(fā)展更快、更小和更高效的新型納米光子器件提供了一條有效的途徑,因而近年來受到了物理學(xué)、光學(xué)、材料科學(xué)和納米科技等各領(lǐng)域研究人員的廣泛關(guān)注。
慢光是一項(xiàng)使光速減慢以至于能夠停滯或存儲(chǔ)光的技術(shù),是克服全光緩存困難的最佳方式之一。此外,慢光技術(shù)在數(shù)據(jù)精密同步、全光交換、量子光學(xué)以及增強(qiáng)線性與非線性光學(xué)特性等領(lǐng)域有著廣泛的用途。對(duì)可控慢光的研究一直倍受研究人員的關(guān)注。為實(shí)現(xiàn)光子器件的小型化,基于微納結(jié)構(gòu)的慢光研究現(xiàn)已成為光子學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題。以往研究的慢光器件對(duì)于入射脈沖有較大的二階及高階色散,導(dǎo)致脈沖被減慢的同時(shí)發(fā)生嚴(yán)重畸變,這給實(shí)際的應(yīng)用帶來不便。
針對(duì)此問題,我所瞬態(tài)光學(xué)與光子技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室劉雪明研究員及其課題組成員王國璽、陸華近期開展了相關(guān)研究并取得了重要進(jìn)展。相關(guān)的成果已經(jīng)發(fā)表在Applied Physics Letters, Physical Review A, Optics Letters, Nanotechnology, Optics Express等國際知名學(xué)術(shù)刊物上。最近,科研人員基于類電磁誘導(dǎo)透明現(xiàn)象提出了一種新型的亞波長慢光波導(dǎo)器件。該慢光波導(dǎo)在實(shí)現(xiàn)脈沖速度減慢的同時(shí),還能夠有效降低脈沖傳播過程中產(chǎn)生的畸變,研究發(fā)現(xiàn)該波導(dǎo)可將脈沖畸變減小至2.12%。通過調(diào)整波導(dǎo)的結(jié)構(gòu)參數(shù),能夠在8.6THz的帶寬內(nèi)得到平坦的色散關(guān)系(比T.Baba教授研究小組在光子晶體中報(bào)道的結(jié)果提高了約6倍。Optics Express,2008, 16,9245),有效減小了波導(dǎo)的高階色散。該慢光波導(dǎo)的歸一化延遲帶寬積可達(dá)0.522,因此具有良好的光緩存能力。相關(guān)的成果于2012年8月28日發(fā)表在《Optics Express》上,論文題目為:
Dispersionless slow light in MIM waveguide based on a plasmonic analogue of electromagnetically induced transparency。該研究成果引起了美國光學(xué)學(xué)會(huì)(Optical Society of America, OSA)的關(guān)注,并于2012年9月3日被OSA選為“Image of the week”。
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