非对称DBR-金属-DBR结构的光学Tamm态理论研究.PDFVIP

物 理 学 报 Acta Phys. Sin. Vol. 62, No. 16 (2013) 167303 非对称 DBR- 金属 -DBR 结构的光学 Tamm 态理论研究* 蒋瑶 张伟利? 朱叶雨 ( 电子科技大学通信与信息工程学院, 光纤传感与通信教育部重点实验室, 成都 611731 ) ( 2013年4月17日收到; 2013年5月16日收到修改稿 ) 作为一种特殊的金属表面态, 光学 Tamm 态 (OTS) 对光的控制和操作具有独到优势, 在新一代光子器件设计中 备受青睐. 本文基于分布式 Bragg 反射镜 (DBR)- 金属 -DBR(DMD) 结构, 通过金属两侧 DBR 中心频率的失配引入 不对称机制, 设计和控制可见光区域 OTS 的产生; 通过分析反射谱及电场分布特性, 揭示了金属两侧 OTS 的相互作 用及变化规律. 结果表明: DMD 结构可支持两个不同本征波长 OTS 存在, 失配量 δ 将影响两个 OTS 的强度及本征 波长, 即随着 δ 变化 OTS 出现上下两个分支; 同时, 入射光的偏振态、入射角等也对 OTS 的强度及本征波长具有明 显影响. 关键词: 金属表面态, 光学 Tamm 态, 分布式 Bragg 反射镜 PACS: 73.20.?r, 71.36.+c, 78.67.?n, 78.67.Pt DOI: 10.7498/aps.62.167303 金属 - 分布式 Bragg 反射镜 (DBR) 结构中 [10]. 近期 1 引 言 研究发现: 在一维光子晶体异质结结构中, 光子晶 体异质结的不同材料组合以及光子晶体表面层的 光学 Tamm 态 (OTS) 是一种新型界面模式, 即 厚度分配变化均会导致相位漂移, 从而控制不同谐 OTS 本征模式形成时光被限制在两不同材料 (如金 振模式 OTS 的产生 [9]. 此外, 金属薄膜两面同时结 属与周期性介质结构) 的分界面处, 强度最强, 远离 合 DBR, 形成 DBR- 金属 -DBR(DMD) 结构时, OTS 该交界面后, 强度逐渐衰减. 与传统金属表面态, 如 会出现一些特殊变化: 光激发时, 金属两侧可同时 金属表面等离子体 (SP) 相比 [1,2], 平面结构中 OTS 形成 OTS, 且两者相互耦合, 出现本征模式分裂, 即 可同时被 TE 和 TM 波激发 [3], 不需要特定的入射 形成两个不同本征波长的 OTS[11,12], 这些工作为 角或色散调节元件; 虽然都是对光的局域限制, 与