引用本文:

孙书超,孟阔. 表面修饰的亚波长金属Cu狭缝结构透射特性研究[J]. 光通信技术,2023,47(5):45-49.

表面修饰的亚波长金属Cu狭缝结构透射特性研究

孙书超,孟 阔*

(北京信息科技大学 仪器科学与光电工程学院,北京100192)

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摘要:为了深入研究表面修饰余弦凹槽的亚波长结构对太赫兹波透射特性的调控规律,提出一种表面修饰余弦凹槽的太赫兹亚波长金属Cu狭缝结构,基于时域有限差分法,对亚波长金属Cu狭缝结构的太赫兹波透射光谱特性进行模拟。仿真结果表明,通过改变金属Cu狭缝结构上下表面余弦凹槽的结构排布、数量、周期、深度及狭缝深度、宽度等参量,实现了对太赫兹波透射强度的调控。

关键词:太赫兹;表面等离子;余弦凹槽;亚波长结构

中图分类号:TN929;O44 文献标志码:文章编号:1002-5561(2023)05-0045-05

DOI:10.13921/j.cnki.issn1002-5561.2023.05.009

0 引言

        近年来,研究人员通过改变孔径结构类型[1]、对亚波长凹槽表面进行修饰[2],采用狭缝结构的纵向调制[3]、使用不同形状的狭缝[4]等方式,对不同亚波长金属结构模型的光透射特性进行了理论推导和实验研究。研究发现,在太赫兹波段,金属普遍具有与微波波段类似的理想金属光学特性,亚波长金属器件在调控和传输太赫兹波[5]方面具有极低的吸收损耗优势。

随着太赫兹技术[6]的发展和使用推广,人们发现太赫兹波功能器件在光场调控方面(滤波、传输损耗)存在诸多问题,需要使用新型太赫兹波调控器件[7]来替代。基于表面等离子体激元(SPPs)的亚波长金属结构有利于太赫兹光场调控[8]和降低光传输损耗,为太赫兹波功能器件[9]的改良提供了契机。但是,在设计和制造表面微修饰以及凹槽修饰的金属亚波长结构时缺乏系统性和准确性。因此,深入研究表面修饰的亚波长结构对太赫兹波滤波特性的影响,对提高亚波长元器件对太赫兹波的传输效率和调控性能具有重要意义。本文基于SPPs调控对太赫兹波原理,设计了亚波长金属Cu狭缝结构。

3 结束语

        本文研究了太赫兹波TM模式垂直入射金属Cu表面时,余弦凹槽对亚波长金属Cu狭缝结构透射特性的影响。并且,金属狭缝和余弦凹槽作为2种不同的SPPs激发模块,其几何参数和位置的变化对太赫兹电磁场在亚波长金属结构表面的传输和损耗有明显的影响,在透射谱中表现为透射共振峰的偏移和消长。该研究有助于改善太赫兹亚波长金属狭缝结构的滤波和增透特性,有助于进一步探索亚波长结构的透射增强机理和SPPs的物理机制,为太赫兹SSP集成器件在微型片上的应用提供了可靠的理论数据。这样的研究具有一定的参考价值。