涂覆石墨烯的嵌套偏心空心圆柱的椭圆形电介质波导的模式特性

学术精汇

作者：

李慧慧1 李宁1 杜易达1 李昌勇1 2 3 4 薛文瑞*1

作者单位：

1. 山西大学物理电子工程学院2. 山西大学激光光谱研究所3. 量子光学与光量子器件国家重点实验室4. 山西大学极端光学协同创新中心

摘要：

设计了一种涂覆石墨烯的嵌套偏心空心圆柱的椭圆形电介质纳米线波导.采用多极方法得到了波导所支持的最低阶的3个模式的传输特性,即场分布、有效折射率的实部、传播长度和品质因数.结果显示:最低阶的3个模式都可由涂覆石墨烯的单根圆柱和椭圆柱所支持的最低阶模式合成.通过改变波导的结构参数,即圆柱的半径、椭圆柱半长轴、椭圆柱半短轴及两柱之间的最小间距,可以在一定程度上调节模式的传输性能.然而通过增大工作波长、费米能以及减小椭圆形电介质纳米线的介电常数,可以明显改善模式的传输性能.文中还与涂覆石墨烯的嵌套偏心空心圆柱的圆形电介质纳米线波导进行比较,可以发现本文所设计的波导具有更优的传输性能.这些结果都得到了有限元方法的验证.本文设计的波导可以为涂覆石墨烯的嵌套偏心空心圆柱的椭圆形电介质纳米线波导的设计、制作及应用提供理论基础.

关键词：

石墨烯纳米线波导多极方法

刊期：

2022，10（71）

所属栏目：

物理学交叉学科及有关科学技术领域

分类号：

TN252,TQ127.11

DOI：

10.7498/aps.71.20212321

页数：

页码：

51-66

来源期刊

物理学报