半导体增益介质对MSM等离子体波导的传输损耗补偿研究

为了深入地研究在紫外波长范围内利用增益介质补偿等离子传输损耗，设计了具有半导体增益介质的金属-半导体-金属（Metal-Semiconductor-Metal，MSM）等离子体光波导结构。基于时域有限差分法（FDTD），对该波导结构的传输损耗、有效折射率随几何结构的依赖关系进行了分析。进一步研究了利用II-VI族半导体ZnO作为增益介质时的无损传播条件。结果表明，当ZnO宽度为80nm时，MSM等离子波导可以实现紫外波长范围的无损传播；当ZnO宽度大于80nm时，传播增益明显大于损耗，可以实现等离子极化波的传播放大，为表面等离子体基元纳米激光器技术提供理论依据。