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表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是沿金属与电介质表面传播,且垂直于界面呈指数衰减的电磁波模式.SPPs具有突破光学器件衍射极限的能力,常作为能量与信息的载体.近年来,由于SPPs具有实现高度集成纳米光学电路的潜力,基于探索SPPs波导结构的研究相继展开.目前,各种各样的SPPs波导结构被提出,如粒子结构,腔结构,孔结构,槽结构等.同时,基于SPPs光学元件,如光开光,调制器,光衰减器,滤波器的研究也逐步开展.金属-绝缘体-金属结构作为SPPs波导最重要的结构之一,已经被广泛的研究和验证.如今,已有许多基于金属-绝缘体-金属结构的SPPs波导共振结构被提出,其中包括:法布里-珀罗谐振器,圆环谐振器,纳米圆盘谐振器和矩形腔谐振器.其中,关于矩形腔SPPs谐振器的研究数目众多,研究表明矩形腔SPPs谐振器可以克服制造布拉格反射器的复杂性并且适合与其他组件集成.例如,已有文章提出基于矩形腔谐振器的解复用器结构,也有研究分析了基于矩形腔结构的SPPs滤波器的共振模.然而,由于溢出波导的能量与内部损耗,大部分被提出的基于矩形腔结构的SPPs滤波器都出现800nm到2000nm波长范围内透过率低的现象,并且在1200纳米到2000纳米的波长范围内,所对应的最大透过率尤为低,通常情况下小于60%.透过率的峰值可以通过减小谐振腔与波导的耦合间隙尺寸提高,但同时共振带宽也会相应增加.所以这时透过率与品质因素成反比. 基于矩形腔透过率低的特性,本文提出圆角矩形二维纳米结构.与已提出的结构相比,这一结构在不改变滤波器尺寸,保持带宽不变的前提下,有效优化了滤波器的透过率.并且在800nm到2000nm的波长范围内的共振模透过率被极大优化,最大峰值达到90%以上.文章运用二维时域有限差分方法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)对基于圆角矩形结构的SPPs带通滤波器的透过率特性进行研究,并对圆角矩形腔两端半圆半径不变时,腔长变化对输出波长的影响以及腔长不变时,腔两端半圆半径变化对输出波长的影响进行探究.在圆角矩形结构基础上,将输出端2与谐振腔耦合处的波导增长120nm,提出具有抑制共振模作用的1×2波分解复用器.通过在滤波器谐振腔中注入具有双折射效应的液晶Merck BL009,提出具有波长选择作用的光开关.