一种电光可调的铌酸锂/钠基表面等离子体定向耦合器

摘要

为了满足日益增加的集成光子器件设计的需求,本文研究了一种铌酸锂/钠表面等离子体波导(LiNbO3/Na surface plasmonic waveguide,LNSPW),并利用LNSPW构成电光可调的定向耦合器(directional coupling,DC).利用有限元方法(finite element method,FEM)对波导的模式特性和耦合器的耦合特性进行了分析.结果表明,随着波导尺寸的增大,传播长度可达约200μm,归一化有效模场面积小于0.4.通过调节耦合间距(W_(gap))、耦合长度(L_(C))和工作波长(λ)等参数,铌酸锂钠表面等离子体波导构建的定向耦合结构可实现3 dB耦合.当W_(gap)=100 nm和L_(C)=17μm时,DC在V_(0)=53 V时可实现3 dB耦合,且具有较好的方向性和隔离度.LNSPW的研究为实现可调的DC提供了一种可行的方案,在集成电光可调器件研究领域有潜在的应用前景.除此之外,LNSPW还可广泛应用于非线性光学、光信号处理及光全息存储等领域.