[发明专利]一种E形全介质超表面电磁诱导透明谐振装置

说明书

本发明公开了一种E形全介质超表面电磁诱导透明谐振装置，包括基底和位于基底表面的呈二维周期性分布的E形介质谐振单元，基底由介质材料制作，基底的介电常数大于0且小于等于5；E形介质谐振单元的介电常数大于等于6。本发明可以提高群折射率，实现慢光效应。同时，本发明可以用于高灵敏度的折射率的传感器件中。

技术领域

本发明涉及一种全介质超表面电磁诱导透明(类EIT)谐振装置，属于超材料技术领域。

背景技术

电磁诱导透明是由多原子系统中的能级间干涉而产生。超材料类EIT效应是指通过超材料模拟原子系统实现电磁诱导透明的现象。近些年来，超表面类电磁诱导透明由于其可以产生较高的品质因子的谐振而成为纳米光子领域的焦点。高品质因子的谐振可以应用于低损耗的慢光器件和高灵敏度的光学传感器中。高的群折射率可以更有效地减慢光在介质中传播的速度，实现慢光效应，为非线性光学的研究开辟了新的方向，克服探测工作带来的许多困难和对高阶非线性效应的应用的限制与影响，还可以将非线性系统提高几个数量级，从探测和应用角度来讲，都有很好的应用前景。

虽然目前有些全介质谐振器中可以实现电磁诱导透明，然而它的群折射率ng(group of refractive index)、以及在折射率传感中的灵敏度S(sensitivity)、传感总体性能FOM(figure of merit)均较低。因此，提高品质因子与群折射率(group index)、实现高敏度的传感成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种E形全介质超表面电磁诱导透明谐振装置，以克服现有技术的全部或部分缺陷。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：本发明E形全介质超表面电磁诱导透明谐振装置包括基底和位于基底表面的呈二维周期性分布的E形介质谐振单元；所述E形介质谐振单元包括竖部和三个横部，且横部和竖部之间相连续；所述基底由介质材料制作，基底的介电常数大于0且小于等于5；所述E形介质谐振单元的介电常数大于等于6。

进一步地，本发明所述基底的介电常数大于0且小于等于4。

进一步地，本发明所述E形介质谐振单元的竖部介质条和横部介质条的横截面均为矩形。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明E形全介质超表面电磁诱导透明谐振装置结构设计简单，在电磁诱导透明窗口，对应的群折射率ng可达10776，具有高群折射率，更加有效地减慢了光在介质中的传播速度，实现了慢光效应。同时用于折射率传感中，传感的灵敏度S可达326nm/RIU，传感总体性能参数FOM可达1060，具有很高的灵敏度和传感总体性能FOM值。此外，沿着竖部介质条上下调整中间横部介质条的位置可相应地调整谐振品质因子的大小，从而可以获得具有不同谐振品质因子的谐振装置，简单易行。

附图说明

图1为本发明一种E形全介质超表面电磁诱导透明谐振装置的结构示意图(部分)；

图2为图1的仰视图；

图3为图1所示的E形全介质超表面电磁诱导透明谐振装置根据有限元法计算得到的在1700-1900纳米的透过率谱曲线图；

图4为图1所示的E形全介质超表面电磁诱导透明谐振装置谐振装置用作折射率传感时，对应的传感的灵敏度曲线图。

具体实施方式

以下结合附图进一步详细说明本发明。