人工局域表面等離激元(LSSP)由帝國理工學(xué)院Pendry爵士提出,因其亞波長操控和近場增強特性激發(fā)了人們極大的興趣。傳統(tǒng)的LSSP為橫電(TE)模式,其電場平行于圓光柵,。近日,北京大學(xué)信息科學(xué)技術(shù)學(xué)院劉濮鯤教授,、杜朝海研究員團隊發(fā)現(xiàn)了橫磁(TM)模式的LSSP,拓展了LSSP的領(lǐng)域范圍、提高了LSSP的器件性能,。

研究工作以“人工局域表面等離激元橫磁模式”(Transverse magnetic modes of localized spoof surface plasmons)為題,發(fā)表在美國應(yīng)用物理聯(lián)合會(AIP)旗下期刊《應(yīng)用物理雜志》(Journal of Applied Physics)上,。文章通信作者為杜朝海研究員。

研究亮點:

1)理論預(yù)言了TM模式的LSSP,。研究人員利用仿真軟件得到了雙層圓光柵的本征模式信息,通過平面波和孔徑耦合分別激發(fā)出多種TE和TM模式的LSSP,。通過分析電磁場分布,發(fā)現(xiàn)TE模式LSSP的電場平行于圓光柵,TM模式LSSP的磁場平行于圓光柵。TM模式為全新的模式,。

2)實驗證實了TM模式的LSSP,。研究人員通過磁耦合方式成功在雙層圓光柵上激發(fā)TE和TM模式的LSSP。磁耦合器可以旋轉(zhuǎn),能將TM模式從TE模式中區(qū)分,并證明TM模式的磁場是橫向的,。相比于TE模式,TM模式LSSP有著高Q值,、對距離信息敏感的優(yōu)點。研究人員還發(fā)現(xiàn)單層圓光柵不支持TM模式的LSSP,。

引用格式:

Si-Qi Li, Chao-Hai Du, Feng-Yuan Han, Yi-Dong Wang, Zi-Chao Gao, Yun-Hua Tan, and Pu-Kun Liu , "Transverse magnetic modes of localized spoof surface plasmons", Journal of Applied Physics 130, 203104 (2021)