Las guías de onda plasmónicas abren la posibilidad de desarrollar dispositivos ópticos miniaturizados dramáticamente y proporcionan una ruta prometedora hacia la próxima generación de circuitos nanofotónicos integrados para procesamiento de información, computación óptica y otros. Los elementos clave de los circuitos nanofotónicos son enrutadores plasmónicos conmutables y moduladores plasmónicos.
Recientemente, el Dr. Joachim Herrmann MBI y sus colaboradores externos desarrollaron nuevos conceptos para la realización de tales nanodispositivos. Investigaron la propagación de polaritones de superficie-plasmón SPP en guías de ondas magneto-plasmónicas. Basado en los resultados de este estudiopropusieron nuevas variantes de enrutadores magneto-plasmónicos conmutables y moduladores de disco magneto-plasmónicos para diversas funcionalidades nanofotónicas. En una guía de ondas basada en una película de metal con un espesor superior a la profundidad de la piel y rodeada por un dieléctrico ferromagnético y un campo magnético externo en la dirección transversalpuede inducir una asimetría espacial significativa de la distribución de modos de polaritones de plasmón de superficie SPP. La superposición de los modos asimétricos pares e impares a cierta distancia conduce a una concentración de la energía en una interfaz que se conmuta a la otra interfaz medianteinversión de campo magnético.
La magnitud de magnetización solicitada se reduce exponencialmente con el aumento del grosor de la película de metal. En base a este fenómeno, el grupo propuso un nuevo tipo de enrutadores de plasmónicos conmutables controlados magnéticamente integrados con guía de onda. En la siguiente figura se muestra una configuración de dicho dispositivo nano.imagen que consiste en una guía de ondas metálica en forma de T rodeada por un dieléctrico ferromagnético bajo un campo magnético externo que induce una magnetización M. Los resultados numéricos para la propagación del plasmón al resolver la ecuación de Maxwell muestran el cambio de canal por la inversión del campo magnético con un contraste de 99% de altodentro del ancho de banda óptico de decenas de THz. Aquí g es el giro g = χM, χ es la susceptibilidad magnetoóptica y g0 es un giro característico requerido para inducir una asimetría de modo significativo. La inversión del campo magnético por circuitos electrónicos integrados puede realizarse conuna tasa de repetición en la región de GHz. Tenga en cuenta que hasta ahora solo existen unos pocos documentos que informanLa realización de enrutadores plasmónicos conmutables basados en nanocables de plata ramificados controlados por la polarización de la luz de entrada.
En un segundo artículo, el grupo propuso y estudió un tipo novedoso de modulador plasmónico ultrapequeño basado en una guía de ondas de metal-aislador-metal y un disco magneto-óptico acoplado lateralmente controlado por un campo magnético externo.La transmisión de los polaritones de plasmón superficial SPP se puede sintonizar alterando el campo magnético y se demuestra la activación / desactivación reversible de los modos SPP en ejecución mediante una inversión de la dirección del campo magnético externo. Mejora resonante del magneto-plasmónicola modulación en más de 200 veces conduce a una relación de contraste de modulación de más del 90% manteniendo una pérdida de inserción moderada dentro de un ancho de banda óptico de cientos de GHz. Las simulaciones numéricas por la solución de las ecuaciones de Maxwell confirman las predicciones mediante las fórmulas analíticas derivadas demodulación magneto-plasmónica de contraste. La distribución de los componentes del campo magnético de los SPP en un giro g = 0.03 yg = -0.03, respectivamente.dirección del campo magnético externo, la transmisión de los SPP se cambia de un estado apagado a un estado activado a través del patrón de interferencia modificado en la guía de ondas.
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Materiales proporcionado por Forschungsverbund Berlin . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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