[00511048]光学微腔及其用于传感器的研究

该项目为国家自然科学基金资助青年科学基金项目（项目批准号：11604020）。该项目主要研究内容如下：

1. 通过加入染料分子，对型微腔结构进一步优化：可以合理调整结构参数，提高其传输性能，并且强耦合现象明显。其较宽的阻带宽度可以用于滤波器、传感器等器件研究。为通信中的实际应用提供理论基础。

2. 用经典方法和时域有限差分法两种方法，研究了掺有染料分子的 Kretschmann 结构中的强耦合现象：结果表明，SPP 的辐射角随波长的变化呈 Fano 线形，SPP 向光的转换效率呈现 Rabi 分裂的强耦合现象。该结构对波长非常敏感，在光开关、波长检测等方面具有潜在的应用。

3. 研究了一种具有周期性介质圆柱的带阻滤波器：通过采用有限元法模拟研究发现，该结构的输出谱有一段非常平的阻带，其能量几乎接近于零。还可以通过调节介质圆柱的周期性来改变带阻滤波器的中心波长。通过优化，当介质圆柱半径为 150nm 时，得到了大约 400nm 带阻宽度的滤波器。

4. 提出并研究一种含有各向异性材料的等离子体结构：结果表明，由于用各向异性材料填充圆形空腔，出现了新现象，频谱上出现了一个谷，驻波图随波长的增加而顺时针旋转。还可以解释各向异性材料引起的其它光谱变化。根据研究结果，各向异性材料在纳米集成光子电路中有着潜在的应用前景，并对其功能器件如解复用器、光开关和电光调制器的设计提出了设想。

5. 利用表面等离激元实现量子点荧光的方向调控：实验上通过控制光学天线 V 型区域大小，可以分别实现量子点荧光辐射方向的高度可调。在单向辐射中，实现了量子点荧光辐射前后比超过 11dB 以上，辐射强度半高宽在 35 左右。SPPs 对量子点荧光发射的调控，在量子信息处理、生物探测、分析化学等领域具有重要的研究价值。