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纳米集成光子学的关键技术之一在于新型高效纳米光耦合器、纳米光波导等纳米光子器件的设计与制备。表面等离激元(SPP)是由外部电磁场与金属中自由电子集体振荡相互作用形成的一种电磁场模式，具有将激发电磁场能量限制在纳米尺度范围的特点。由于可以突破衍射极限，基于表面等离激元的各种纳米光子器件被誉为当今最有希望的纳米全光集成回路的基础，成为目前国际上的一个研究热点。
论文基于表面等离激元共振的近场耦合原理，设计了一种浸没在硅基底上的金纳米球壳链波导。首先通过用在FDTD中使用调制高斯脉冲激励的方法避免了繁杂的扫描计算，给出了这种波导的传输谱；进而通过计算传输频率下的近场给出了能量损耗。计算出的传输谱显示，通过改变球壳厚度，传输频率可以在一个比较宽的范围内进行调节(660-900nm波段)。分析波导稳态电场分布，我们发现这种波导横模的衰减范围为5.948dB/1000nm-12.83dB/1000nm。金球壳链波导的衰减在有些波段可以优越于金纳米球链波导的衰减8.947dB/1000nm。金纳米球壳链波导优越的调谐性和传输性主要归因于其特有的中空结构。论文的后半部分通过简化的偶极子链模型理论讨论了纳米球(球壳)链波导的一些传输性质。最后还探索了多层球壳链波导，给出了多通道传输以及更低损耗的结论。
随着纳米技术的进步，论文设计的这种波导结构将可以被实验制备，有局域光场横截面积小，损耗较小，传输频带较宽的优点，将可能在未来的集成纳米光子回路上有所应用。