[实用新型]二维封闭式表面波光子晶体结构

说明书

本实用新型提供一种二维封闭式表面波光子晶体结构，包括第一金属板、第二金属板、金属柱及缺陷金属柱，第一金属板与第二金属板对应设置，金属柱呈二维周期性排列于第一金属板及第二金属板之间，且金属柱的相对两端分别与第一金属板及第二金属板相接触，以构成金属柱阵列；缺陷金属柱位于金属柱阵列中，且缺陷金属柱的高度小于周围的金属柱的高度。本实用新型在表面波光子晶体结构的基础之上，通过结合金属板，可集成包括表面波光子晶体结构及金属‑绝缘体‑金属结构的二维封闭式表面波光子晶体结构，以提供一种抗干扰性较强、集成度较高的二维封闭式表面波光子晶体结构。

技术领域

本实用新型属于集成光学领域，涉及一种二维封闭式表面波光子晶体结构。

背景技术

1969年，贝尔实验室的Miller博士提出了集成光学的概念。集成光学主要的研究目标是为了将体积庞大的自由空间光学系统集成至同一块基板上。其中，集成光学器件的尺寸随着频段的不同而变化，如毫米波频段一般在毫米量级，太赫兹(THz)频段主要在微米量级。集成光学器件具有功耗低、体积小的优点，同时由于集成后处于一个相对封闭的环境，受外界电磁辐射的干扰很小。在集成电路受到摩尔定律的约束，前景受限的背景下，光电子技术显示出巨大优势：集成光路中光子的速度远大于集成电路中电子的速度，而且具有更大的信息容量。

近几十年来，随着集成光路技术的迅速发展，被称为“光半导体”的光子晶体引起了人们的广泛关注。光子晶体是一种介电常数随空间周期性变化的新型光学微结构材料，根据其在三个维度上周期性的不同可以将其分为一维光子晶体、二维光子晶体、三维光子晶体三大类，其中二维光子晶体根据其结构特性又可细分为孔状平板型光子晶体、介质柱型光子晶体，还有目前前沿的准光子晶体等。其中，光子晶体具有光子禁带以及光子局域两大特性，最根本的特征是具有光子禁带。

自然界中，表面等离激元是电磁波与金属表面自由电子相互作用形成的自由电子-光子的集体震荡模式。其中，表面等离激元只能在介电常数实部符号相反的材料交界面才能存在，比如金属与空气的交界面等，表面等离激元可以分为两种类型，一种是在金属和电介质界面上传输的表面等离极化激元，另一种是局限在金属纳米粒子表面的局域表面等离激元。2004年，J.B.Pendry等为了在微波毫米波段实现表面等离极化激元，在金属立方体中刻蚀周期性排列的空气孔实现了微波毫米波段的表面等离激元(Surface PlasmonPolariton，SPP)传输，这种结构被称为人工表面等离激元(Spoof Surface PlasmonPolariton，SSPP)。2005年，埃克塞特大学Hibbins等在Science上发表了SSPP的实验研究结果，之后关于SSPP的研究大量出现，但在现有的研究技术中SSPP受到外部因素的干扰性较强。

因此，提供一种新型的表面波光子晶体结构，实属必要。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种二维封闭式表面波光子晶体结构，用于解决现有技术中人工表面等离激元易受到外部因素的干扰的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型提供一种二维封闭式表面波光子晶体结构，所述二维封闭式表面波光子晶体结构包括：

第一金属板及第二金属板，所述第一金属板与所述第二金属板对应设置；

金属柱，所述金属柱呈二维周期性排列于所述第一金属板及第二金属板之间，且所述金属柱的相对两端分别与所述第一金属板及第二金属板相接触，以构成金属柱阵列；

缺陷金属柱，所述缺陷金属柱位于所述金属柱阵列中，且所述缺陷金属柱的高度小于周围的所述金属柱的高度。

可选地，所述金属柱等间距排布。

可选地，所述金属柱具有相同的横截面积，所述金属柱的横截面形貌包括圆形、方形或椭圆形。

可选地，所述缺陷金属柱等间距排布。