介质加载型表面等离子体波导中发光粒子的自发辐射特性

摘要：

研究了介质加载型表面等离子体(DLSPP)波导中发光粒子的自发辐射特性.通过经典偶极子近似,给出了发光粒子在SPP波导任意位置处的自发辐射速率与自发辐射耦合成表面等离子体(SPP)导波模概率的计算方法;采用有限元法(FEM)模拟计算了单模DLSPP波导中若丹明6G(R6G)发光粒子的自发辐射速率和自发辐射耦合成SPP模式的概率.模拟结果表明,在DLSPP波导中,当发光粒子距金属界面较近时,自发辐射速率大幅增强,当远离金属界面时,自发辐射速率降低并趋于真空中的值;同时,DLSPP波导中发光粒子自发辐射耦合成SPP模式的概率也与其位置相关,当处在波导截面中心位置时,自发辐射耦合成SPP导波模的概率可高达70％.基于上述模拟结果,指出通过优化发光粒子在截面上的掺杂分布,可以提高截面上平均粒子数反转度,也可以提高截面上发光粒子自发辐射耦合成SPP导波模的总效率.

关键词：激光光学、表面等离子体波导、自发辐射、偶极子、若丹明6G

所属期刊栏目：35

分类号：TN201(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家重点基础研究发展计划（973计划）;国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2015-09-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：305-311