亞波長介質(zhì)光柵MDM波導(dǎo)周期性光子晶體中雙重Fano共振的形成及演變規(guī)律分析

亞波長介質(zhì)光柵MDM波導(dǎo)周期性光子晶體中雙重Fano共振的形成及演變規(guī)律分析亞波長介質(zhì)光柵MDM波導(dǎo)周期性光子晶體中雙重Fano共振的形成及演變規(guī)律分析摘要：近年來，基于亞波長結(jié)構(gòu)的光子晶體及元激發(fā)模耦合器件逐漸引起了人們的關(guān)注。亞波長介質(zhì)光柵MDM波導(dǎo)周期性光子晶體作為一種新型的高品質(zhì)因子光子晶體結(jié)構(gòu)，具有很好的應(yīng)用潛力。本文針對該結(jié)構(gòu)中雙重Fano共振的形成及演變規(guī)律進(jìn)行了研究與分析，并探討了其在光通信和傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用前景。關(guān)鍵詞：亞波長介質(zhì)光柵MDM波導(dǎo)；周期性光子晶體；Fano共振；光通信；傳感引言：光子晶體是一種由周期性結(jié)構(gòu)組成的介質(zhì)體系，具有獨特的光學(xué)特性。亞波長介質(zhì)光柵MDM波導(dǎo)作為一種新型的超材料結(jié)構(gòu)，由金屬-介質(zhì)-金屬(MDM)波導(dǎo)和亞波長介質(zhì)光柵構(gòu)成，具有較長傳播距離、低傳輸損耗和較高的光場強(qiáng)度等優(yōu)點。而周期性光子晶體則是一種利用周期性結(jié)構(gòu)構(gòu)建的光子傳導(dǎo)材料，具有完全禁止帶隙和高輻射方向性等特點。結(jié)合亞波長介質(zhì)光柵MDM波導(dǎo)與周期性光子晶體的優(yōu)點，可以構(gòu)建出具有雙重Fano共振的結(jié)構(gòu)。形成及演變規(guī)律分析：雙重Fano共振是指在結(jié)構(gòu)中通過兩種機(jī)制形成的Fano共振現(xiàn)象。在亞波長介質(zhì)光柵MDM波導(dǎo)周期性光子晶體中，雙重Fano共振的形成可以通過調(diào)節(jié)兩個重要參數(shù)來實現(xiàn)：MDM波導(dǎo)的傳播距離和亞波長介質(zhì)光柵的周期。首先，通過調(diào)節(jié)MDM波導(dǎo)的傳播距離，可以實現(xiàn)雙重Fano共振的形成。當(dāng)MDM波導(dǎo)的傳播距離較短時，MDM波導(dǎo)的電磁場主要分布在金屬層中，而周期性光子晶體相對較弱，此時只能觀察到較弱的Fano共振。當(dāng)MDM波導(dǎo)的傳播距離逐漸增加時，周期性光子晶體的作用逐漸顯現(xiàn)，同時與MDM波導(dǎo)的耦合效應(yīng)也增強(qiáng)，從而形成更強(qiáng)的Fano共振。因此，調(diào)節(jié)MDM波導(dǎo)的傳播距離可以實現(xiàn)雙重Fano共振的形成。其次，通過調(diào)節(jié)亞波長介質(zhì)光柵的周期，也可以實現(xiàn)雙重Fano共振的形成。亞波長介質(zhì)光柵的周期影響了光子晶體的禁帶寬度和光場分布等。當(dāng)亞波長介質(zhì)光柵的周期較大時，禁帶寬度較窄，且光場主要分布在界面附近，此時也只能觀察到較弱的Fano共振。隨著亞波長介質(zhì)光柵周期的減小，禁帶寬度增大，光場逐漸擴(kuò)展到整個結(jié)構(gòu)中，同時與MDM波導(dǎo)的耦合效應(yīng)也增強(qiáng)，從而形成更強(qiáng)的Fano共振。因此，調(diào)節(jié)亞波長介質(zhì)光柵的周期也可以實現(xiàn)雙重Fano共振的形成。應(yīng)用前景：亞波長介質(zhì)光柵MDM波導(dǎo)周期性光子晶體中雙重Fano共振的形成及演變規(guī)律對于光通信和傳感領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價值。首先，在光通信領(lǐng)域，雙重Fano共振結(jié)構(gòu)可以用作高品質(zhì)因子濾波器，可以用于光信號的調(diào)制和解調(diào)。其特殊的光學(xué)特性可以實現(xiàn)對特定頻率光信號的增強(qiáng)和隔離，提高光通信系統(tǒng)的傳輸效率和穩(wěn)定性。其次，在傳感領(lǐng)域，雙重Fano共振結(jié)構(gòu)對外界環(huán)境的微小變化非常敏感，可以用于傳感器的設(shè)計和制作。通過監(jiān)測雙重Fano共振的變化，可以實現(xiàn)對環(huán)境中溫度、濕度、氣體成分等參數(shù)的高精度測量和監(jiān)控。結(jié)論：本文通過研究和分析亞波長介質(zhì)光柵MDM波導(dǎo)周期性光子晶體中雙重Fano共振的形成及演變規(guī)律，探討了其在光通信和傳感領(lǐng)域中的應(yīng)用前景。雙重Fano共振結(jié)構(gòu)可以有效地實現(xiàn)對特定頻率光信號的增強(qiáng)和隔離，提高光通信系統(tǒng)的傳輸效率和穩(wěn)定性；同時對外界環(huán)境的微