基于表面等離子體的光隔離器.pdf

1、在現(xiàn)代光通信系統(tǒng)中,光隔離器是一種不可或缺的光無源器件。光隔離器避免了光源和光器件由于反射光而被損壞。傳統(tǒng)的光隔離器是利用偏振光的法拉第效應,此種技術(shù)已經(jīng)很成熟并廣泛市場化。傳統(tǒng)光隔離器的尺寸是厘米量級,這一尺寸不適宜于光路集成。表面等離子體是近年來納米光子學領(lǐng)域研究的熱點,它是由電子在外加場的作用下產(chǎn)生振蕩,在金屬和介質(zhì)表面形成的一種波。表面等離子波由于是一種慢波,它的波長是激發(fā)光波長的十分之一左右。利用它的此種特性,可以實現(xiàn)光器件的

2、小型化,表面等離子體在光器件的方面的應用已有進展。
　　本文設(shè)計了兩種基于表面等離子體的光隔離器模型。第一種模型是利用了波導的非互易耦合。分別構(gòu)造了一個表面等離子體波導和一個介質(zhì)波導,其中,表面等離子體波導是由非互易材料組成。當光正向傳輸時,由于兩個波導的傳播常數(shù)不匹配,兩波導不發(fā)生有效耦合,介質(zhì)波導中的光順利通過。而當光反向傳輸時,由于磁光材料的非互易性,使得兩波導由于相位匹配而發(fā)生了有效耦合。反向光轉(zhuǎn)化為表面等離子體波而被損耗

3、掉,從而隔離了反向光。
　　設(shè)計的第二個模型是非互易耦合缺陷型光隔離器。同樣分別構(gòu)造了表面等離子體波導和介質(zhì)波導,并在介質(zhì)波導的中間構(gòu)造一缺陷結(jié)構(gòu),使得光不能有效通過。當光正向通過時,介質(zhì)波導和金屬波導由于相位匹配而相互耦合,介質(zhì)波導中的光借助于金屬波導中的表面等離子體波通過模型的缺陷結(jié)構(gòu),然后,金屬波導中的表面等離子體再次向下耦合進介質(zhì)波導中輸出。而當光反向通過時,介質(zhì)波導和金屬波導相位不再匹配,兩波導不發(fā)生有效耦合,光只能繼續(xù)