新的可切換等離子體納米器件的概念

等離子體波導開辟了開發顯著小型光學器件的可能性，并為用于信息處理，光學計算等的下一代集成納米光子電路提供了有希望的途徑。納米光子電路的關鍵要素是可切換的等離子體路由器和等離子體調制器。

最近，Joachim Herrmann博士(MBI)和他的外部合作者為實現這種納米器件開發了新的概念。他們研究了表面等離子體激元(SPP)在磁等離子體波導中的傳播。基于該研究的結果，他們提出了用于各種納米光子功能的可切換磁 - 等離子體路由器和磁 - 等離子體盤調制器的新變體。在基于金屬膜的波導中，其厚度超過趨膚深度并被鐵磁電介質包圍，橫向上的外部磁場可以引起表面等離子體激元(SPP)的模式分布的顯著空間不對稱性。

隨著金屬膜厚度的增加，所要求的磁化強度呈指數減小。基于這一現象，該小組提出了一種新型的波導集成磁控可切換等離子體路由器。這種納米器件的配置在附圖中示出，該圖像由在外部磁場下由鐵磁電介質包圍的T形金屬波導構成，該外部磁場引起磁化M.通過求解麥克斯韋方程的等離子體傳播的數值結果顯示通過磁場反轉，在幾十THz的光學帶寬內具有99%%的高對比度。這里g是回轉g =χM，χ是磁光磁化率，g0是要求引起顯著模式不對稱的特征回轉。通過集成電子電路的磁場反轉可以在GHz區域中以重復率實現。注意，到目前為止，僅存在少量報告基于由輸入光的偏振控制的分支銀納米線的可切換等離子體路由器的實現的論文。

在第二篇論文中，該小組提出并研究了一種基于金屬隔離器 - 金屬波導和由外部磁場控制的側耦合磁光盤的新型超小型等離子體調制器。可以通過改變磁場來調整波數變化和表面等離子體激元(SPP)的傳輸，并且通過外部磁場的方向的反轉來證明運行SPP模式的可逆開/關切換。磁等離子體調制的共振增強超過200倍導致調制對比度大于90%%，在數百GHz的光學帶寬內保持適度的插入損耗。Maxwell解決方案的數值模擬 方程通過高對比度磁 - 等離子體調制的推導分析公式確認預測。SPP的磁場分量的分布在回轉g = 0.03和g = -0.03。如通過改變外部磁場的方向所看到的，SPP的傳輸通過波導中改變的干涉圖案從關閉狀態切換到開啟狀態。