Development of NEMS Active Plasmonic Devices Based on Metallic Sub-wavelength Grating

基于金属亚波长光栅的NEMS有源等离子体器件的研制

• 批准号: 24681033
• 负责人: YAMAGUCHI Kenzo
• 金额: $ 17.8万
• 依托单位: Kagawa University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (A)
• 财政年份: 2012
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2012-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-24681033/
• 关键词: アクティブ・プラズモニクス; 表面プラズモン; NEMSアクチュエータ; 金属サブ波長格子; Woodアノマリ; フィルタ; センサ; 導波路; アクティブプラズモニクス; 変調器; NEMS; シャッタ

We have developed an electrically driven plasmon chip i.e. active plasmon devices consisting of a metallic subwavelength grating modulated by a nano-electro-mechanical system (NEMS) type actuator. The device shifts the plasmon resonance wavelength and the transmittance when an electrical signal is applied. The fabricated filter shows the resonance wavelength shifts of 60 nm with a bias voltage of less than 10 V. Rigorous numerical calculation confirms origin of the surface plasmon resonance and qualitatively explains the effect. We show the resonant Wood's anomaly in the infrared region can also be spectrally shifted. Such NEMS optical devices offer rapid voltage-controlled plasmonic tuning of 20 MHz opening up applications in agile sensing and nanoscale object trapping using actively-tailored optical hot spots.

我们开发了一种电驱动等离子体激元芯片，即有源等离子体激元器件，由纳米机电系统（NEMS）型致动器调制的金属亚波长光栅组成。当施加电信号时，该装置会改变等离子共振波长和透射率。所制造的滤波器在偏置电压小于 10 V 的情况下显示出 60 nm 的共振波长偏移。严格的数值计算证实了表面等离子体共振的起源并定性地解释了该效应。我们证明红外区域的共振伍德异常也可以发生光谱偏移。此类 NEMS 光学器件可提供 20 MHz 的快速压控等离子体调谐，开辟了使用主动定制的光学热点的敏捷传感和纳米级物体捕获应用。

项目成果

香川大学工学部材料創造工学科山口研究室

香川大学工学院材料科学与工程系山口实验室

光伝搬制御可能なプラズモン導波路～光・電子集積回路から光センシングへの応用～

具有可控光学传播的等离子波导 - 从光学/电子集成电路到光学传感的应用 -

• 发表时间: 2014
• 作者: 山口堅三;藤井正光;岡本敏弘;原口雅宣;山口堅三
• 通讯作者: 山口堅三

2波長のWGMによる光ビート信号生成の解析

双波长 WGM 产生光差拍信号的分析

• 发表时间: 2012
• 作者: 福原 誠史;相原 卓磨;山下 裕隆;山口 堅三;福田 光男
• 通讯作者: 福田 光男

電圧変調な可変型ギャッププラズモン導波路の開発

电压调制可变间隙等离激元波导的研制

• 发表时间: 2013
• 作者: 大津朋也;山口堅三;藤井正光
• 通讯作者: 藤井正光

山口堅三、『金塊と金箔、高価なのはどっち？』ビジネス香川・6面、2014年4月3日

Kenzo Yamaguchi，“金条和金箔哪个更贵？