[发明专利]人工表面等离子激元的隧穿效应及其工作方法

权利要求书

1.一种人工表面等离子激元的隧穿效应，其特征在于，包括：矩形波导、过渡波导、支持人工表面等离子激元的等离子波导，以及中间填满零等效介电常数的材料的隧穿通道，其中，矩形波导，过渡波导以及等离子波导依序连接，且分别沿隧穿通道对称设置；及

矩形波导的金属上壁被部分抠除后，并在金属上壁被抠除的部分沿z方向周期排列金属条，形成过渡波导与等离子波导。

2.根据权利要求1所述的人工表面等离子激元的隧穿效应，其特征在于，所述的矩形波导内填充介电常数为ε_r的介质，任意一端的矩形波导作为导波信号的输入端，另一端的矩形波导作为输出端。

3.根据权利要求1所述的人工表面等离子激元的隧穿效应，其特征在于，所述的过渡波导上的金属条宽度由0连续变化到w。

4.根据权利要求1所述的人工表面等离子激元的隧穿效应，其特征在于，所述的等离子波导上的金属条宽度为w。

5.根据权利要求1所述的人工表面等离子激元的隧穿效应，其特征在于，矩形波导长度为l₁，过渡波导长度为l₂，等离子波导长度为l₃，在此基础上，分别用长度为l₄、宽度为w_c的倒U型、H型、U型隧穿通道连接等离子波导，矩形波导、过渡波导及等离子波导中填充了介电常数为ε_r1的介质，隧穿通道填充了相对介电常数为ε_r2的介质，其等效介电常数为零，并且在两种介质的交界面处中周期排列了金属条。

6.一种人工表面等离子激元的隧穿效应的工作方法，其特征在于，包括步骤如下：

矩形波导内的TE₁₀模式转换成人工表面等离子激元，在隧穿通道的作用下，产生的人工表面等离子激元从隧穿通道一端隧穿到另一端，并在对称的等离子波导的作用下，再转换成人工表面等离子激元的传输；隧穿的效果不受形状的影响，在90度弯折的隧穿通道内进行高效的传输。