在THz频段,平面集成波导芯片结构是实现THz片上集成的基础。而THz波SSPPs的传输结构则是这种平面THz器件设计的关键。SSPPs的传导可以突破衍射极限,束缚、聚焦和减慢光的速度,为设计具有某些特殊传播特性的新型波导提供了可能性。一维/二维金属周期表面处电磁场色散和场分布的结果表明,不同结构的SSPPs具有低传播损耗和亚波长尺度的场约束效应。例如,在圆形金属线传输结构中,Stefan Maier等在2006年理论上提出了周期性波纹圆柱形金属线,这种金属线可以支持表面束缚波,在超分辨THz成像方面应用广泛。另一种螺旋槽金属线可以支持方位对称的THz表面波模式,即具有非零轨道角动量的手性SSPPs波及其色散和相应的角特性。通过调整表面波模式的波矢,可实现整数或分数轨道角动量。在平面SSPPs传输的研究中,提出了许多用于实现强束缚和低损耗传输的结构,例如早期的均匀V形波纹沟槽、楔形周期结构,以及近期的多米诺等离激元(Domino Plasmons,DPs)结构的表面波模式。其中DPs平面结构比V形槽或楔形结构更简单,其色散关系随多米诺结构的横向宽度的变化不明显,可实现亚波长约束和低损耗。Kats等在2011年又提出了一种新型的双波纹金属板平行放置的SSPPs波导。这种结构称为Spoof-Insulator-Spoof(SIS)波导,类似于金属-绝缘体-金属波导,两个波纹金属平行板的耦合导致了SIS波导的键合和反键模式。此外,单个超表面单元也能构成用于表面波传输的平面等离子波导结构。本节我们着重介绍几种THz波段典型的表面等离子体波导以及它们的实验传输结果,基于这些波导结构的简单功能器件也一并介绍。(www.xing528.com)
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