Tamm plasmon polaritons在金属与有限全介质光子晶体组成的复杂周期结构中传输特性的研究

针对金属是一种有损耗的高非线性系数的负介电常数材料，在可见光和近红外波段，研究了Tamm plasmon polaritons(TPPs)在金属与有限全介质光子晶体组成的异质、三明治及更复杂周期结构中的传输特性。主要有以下几方面的研究成果。一、不考虑金属的损耗，在理论上得到了TPPs在厚金属膜与有限全介质光子晶体组成的异质结构的入射界面实现零反射的条件；二、理论和实验上研究了正入射和斜入射两种条件下TPPs的耦合效应，发现TPPs在TE偏振下，更容易被激发，并且TPPs在异质结构中有很好的单向吸收和反射特性；三、利用TPPs在金属内的电磁场高度局域特性，在复杂周期结构中实现了窄带和宽带完全吸收，特别是实现了全向的宽带增强吸收。另外，在理论上，利用含厚金属膜的异质结构实现了低阈值光学双稳态和增强三次谐波，后者的转换效率与单层金属膜的相比，可以提高3到5个数量级。这些研究成果对进一步的理论和实验研究及相关器件的研制和应用有重要的指导意义。