研究目的
研究基于表面等离子体激元波导的垂直定向耦合器从微尺度到纳米尺度的集成设计与性能。
研究成果
该研究中提出的SPP IMIMI和MIM VDCs可作为基于等离子体的纳米集成电路的基础器件，代表着从微米级到纳米级器件集成方面的潜在进展。通过改变直波导的长度可控制这两种VDCs的输出特性，使其适用于信号分路器或开关器件等应用。
研究不足
该研究仅限于基于模拟的分析，不包括实验验证。所提出的电压降补偿器的实际制造和集成可能会带来模拟中未涉及的挑战。
基于表面等离子体激元波导的绝缘体-金属-绝缘体-金属-绝缘体和金属-绝缘体-金属垂直定向耦合器
DOI：10.1166/jnn.2017.14725
期刊：Journal of Nanoscience and Nanotechnology
出版年份：2017
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
我们提出两种基于表面等离激元极化波（SPP）波导的垂直定向耦合器（VDC）。其一是SPP绝缘体-金属-绝缘体-金属-绝缘体（IMIMI）VDC，由两条45微米长的S弯波导、一条L微米长的直波导、4微米长的C间隙和500纳米长的M间隙组成；其二是SPP金属-绝缘体-金属（MIM）VDC，包含两条10微米长的S弯波导、一条L微米长的直波导、60纳米长的C间隙和500纳米长的M间隙。IMIMI与MIM波导均采用金作为金属层，低损耗聚合物作为绝缘层。在SPP IMIMI VDC中，激发的5.0微米×4.5微米输入S-s0模式沿S弯_1传播，经直波导L传输耦合后，再通过S弯_2传输。当L=13微米时L区损耗为1.33 dB，L=23微米时为2.26 dB，耦合长度约10微米。在SPP MIM VDC中，激发的1.7微米×0.5微米输入G-s0模式沿S弯_1传输，经直波导L耦合传输后，再通过S弯_2传输。当L=5微米时L区损耗为1.50 dB，L=65微米时为11.20 dB，耦合长度约65微米。这两种SPP IMIMI与MIM VDC可作为微纳尺度集成化进程中的关键过渡方案。
作者：
Young Jun Shin，Jung Han Son，Dong Hun Lee，Myung-Hyun Lee
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