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1、撒與光電子學進展51，062302(2014)Laser&OptoelectronicsProgress~2014~中國激光》雜志社亞波長金屬單狹縫填充金屬條的聚焦特性研究丁功明齊月靜盧增雄。盧榮勝周培松1,2合肥工業(yè)大學儀器科學與光電工程學院，安徽合肥230009中國科學院光電研究院，北京100094摘要在亞波長金屬單狹縫聚焦結構的基礎上，提出了一種易于集成加工的亞波長金屬單狹縫填充金屬條的超分辨率聚焦結構。采用時域有限差分法(FDTD)對該結構的聚焦特性進行了仿真分析。通過分析研究聚焦結構參數(shù)對聚焦效果的影
2、響，獲得了超衍射極限的聚焦光斑，該聚焦光斑的歸一化光強為4焦半徑(FWHM)為300nm(小于A／2，A=632．8nm)。對于~10nm的尺寸與定位誤差對結構的聚焦特性影響甚微。該模型聚焦結構的橫向尺寸僅為2．0m，適用于納米光子學、集成光子電路等領域，具有較高的應用價值。關鍵詞光學器件；超分辨率聚焦；時域有限差分法；金屬狹縫結構中圖分類號0472文獻標識碼Adoi：10．3788／LOP51．062302ResearchonFocusingPropertiesofSub-WavelengthMetalSin
3、gle-SlitContainingMentalStripDingGongming，。QiYuejing。LuZengxiong。LuRongshengZhouPeisong-。SchoolofInstrumentScienceandOpto—ElectronicsEngineering，HefeiUniversityofTechnology，Hefei，Anhui230009，China~AcademyofOpto—Electronics，ChineseAcademyofSciences，Beijing100
4、094，ChinaAbstractAsuper—。resolutionfocusingandeasyintegratedsub—‘wavelengthmetalsingle—slitscontainingmentalstripstructureisproposedbasedonsub—wavelengthmetalslitfocusingstructure．Thefocusingpropertiesofthestructurearesimulatedandanalyzedbyusingelectromagnet
5、icfieldsimulationsoftwarefinitedifferencetimedomain(FDTD)．Throughtheanalysisofstructuralparametersoffocusingstructureinfluenceonthefocusingefect，ahighfocusingintensityof1=4．5andasmallspotsizewithfullwidthhalfmaximum(FWHM)of300am(1assthanA／2．A=632．8nm)isachie
6、ved．Meanwhile，thestructureSdeviationandpositioningaccuracyof±10nmhavelittleeffectonthefocusingproperty．Suchafocusingstructurewiththepredictedfocusingefficiencyhaspotentialpracticalapplicationsinnanophotonicsandintegratedphotonicsduetothesmalllateraldimension
7、sizeofonlyabout2．0LLm．Keywordsopticaldevices；super—resolutionfocusing；finitedifferencetimedomainmethod；metalslitstructure0CIScodes230．3120；260．3910；350．54001引言超分辨率聚焦在納米信息存儲、超分辨顯微成像和光刻等領域有著廣泛的應用“，。材料非線性響應和表面等離子體極化激元(SPPs)是目前實現(xiàn)超分辨率聚焦的主要技術途徑。由于SPPs的局域特性u，，使小型化和
8、高集成性的光學超分辨率聚焦器件成為了可能。目前，眾多研究者提出不同類型結構的亞波長金屬結構來操控表面等離子體。以實現(xiàn)超分辨聚焦。Shi等提出的多級溝槽圍繞單狹縫的狹縫光柵結構，Kim等提出的多級介質(zhì)條圍繞單狹縫的狹縫光柵結構，上述結構得到了較好的焦半徑(FWHM)，但不足之處在于其輸出的聚焦光能量較低。為此，Chen等提收稿日期：2013-11-25；收到修改稿日期：2014-01—0
