Mode Conversion of Propagating Surface Plasmons in Nanophotonic Networks Induced by Structural Symmetry Breaking
Mode Conversion of Propagating Surface Plasmons in Nanophotonic Networks Induced by Structural Symmetry Breaking
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结构对称破缺引起的纳米光子网络中传播表面等离子体的模式转换
DOI：
10.1038/srep04993
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发表时间：
2014-05-16
影响因子：
4.6
通讯作者：
Xu H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Pan D;Wei H;Jia Z;Xu H
纳米光子等离子体激元电路可能在下一代信息技术中发挥重要作用，因为基于光子晶体的电子学正在接近物理极限。这种电路的功能依赖于对等离子体传播的严格控制。这种控制的一个重要方面是控制不同等离激元模式的转换，以用于复杂纳米光子网络中的设计等离激元路由。在这里，第一次，我们通过实验证明，等离子体激元模式的转换广泛发生在金属纳米线波导，等离子体激元电路的基本组成部分，通过引入局部结构对称性破缺。在进一步的模拟与粒子在其附近的纳米线的结构，它示出的模式转换起源于由在纳米间隙和纳米粒子上的局部模式的散射引起的波前上的电场的重新分布。这种模式转换效应可以应用于灵活地控制等离子体纳米线网络中的等离子体传播行为。
Nanophotonic plasmon circuits may play important roles in next-generation information technology as semiconductor-based electronics is approaching the physical limit. The functions of such circuits rely on the rigorous control of plasmon propagation. One important aspect of such control is controlling the conversion of different plasmon modes for designed plasmon routing in complex nanophotonic networks. Here, for the first time, we experimentally prove that the conversion of plasmon modes occurs widely in metallic nanowire waveguides, the basic components of plasmonic circuits, by introducing local structural symmetry breaking. In further simulations for the structure of a nanowire with a particle in its proximity, it is shown that the mode conversions originate from the redistribution of electric field on the wave front which is caused by the scattering of localized modes in the nanogap and on the nanoparticle. This mode conversion effect can be applied to flexibly control the plasmon propagation behavior in plasmonic nanowire networks.
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