近日，中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所光學(xué)技術(shù)中心光學(xué)與功能薄膜研究組，基于等離激元雜化模式，提出了一種在保證低歐姆損耗的同時，能對光場產(chǎn)生強(qiáng)烈束縛作用的復(fù)合光柵納米結(jié)構(gòu)。研究成果發(fā)表在Advanced Optical Materials上。該工作獲得了國家自然科學(xué)基金重點項目和面上項目的支持。 ?Ko)AP  
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通過等離激元納米結(jié)構(gòu)實現(xiàn)光與物質(zhì)的相互作用，可以帶來強(qiáng)的光場束縛效果，這意味著能量可被有效控制并壓縮在微米或納米尺度上。小的光模式體積對于器件設(shè)計具有重要意義，在諸如構(gòu)造超表面材料，突破衍射極限，實現(xiàn)高集成度光學(xué)元件等方面有廣泛的應(yīng)用前景。由于等離激元結(jié)構(gòu)中金屬部分的存在，較大的歐姆損耗是不可避免的。損耗會直接降低器件的效率，對于熱光系數(shù)大的材料（諸如常見的半導(dǎo)體硅等），熱損耗導(dǎo)致材料特性發(fā)生改變，造成器件工作狀態(tài)的不穩(wěn)定。因此，如何利用模式耦合等方法，在保證小的光模式體積的前提下降低結(jié)構(gòu)的損耗，是當(dāng)前研究的熱點之一。 l9"0Wu@_x  
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科研人員利用激光直寫等手段，制備了兩種多層硅-鋁復(fù)合光柵結(jié)構(gòu)。在第一種結(jié)構(gòu)中，利用交替排列的五層硅-鋁薄膜構(gòu)成了對稱的金屬—介質(zhì)—金屬波導(dǎo)，激發(fā)的表面等離激元會在介質(zhì)層波導(dǎo)中形成F-P諧振，使反射譜具有明顯的頻率選擇特性和線性可調(diào)諧特性。諧振峰波長可以通過對稱波導(dǎo)理論嚴(yán)格求解，所得結(jié)果與時域有限差分仿真結(jié)果高度吻合。在第二種結(jié)構(gòu)中，復(fù)合光柵由光柵條帶和深槽結(jié)構(gòu)兩部分組成。除了F-P諧振以外，深槽結(jié)構(gòu)會激發(fā)腔效應(yīng)產(chǎn)生，引入其他的諧振模式。在傾斜光入射條件下可以觀察到新模式的產(chǎn)生，這些模式在特定的波長會耦合在一起，形成C-S雜化模式。此外，通過改變光柵波導(dǎo)的寬度，F(xiàn)-P諧振模式與腔效應(yīng)諧振模式會有規(guī)律地耦合產(chǎn)生雜化模式。該現(xiàn)象已經(jīng)通過實驗得到了準(zhǔn)確驗證。 G1