光子纳米线:从亚波长波导到光学传感器

纳米线是具有较大纵横比的一维(1D)纳米结构,可用于操纵电子,光子,等离激元,声子和原子用于多种技术。 在用于低维光子学的各种纳米结构中,一维纳米线具有极大的重要性,因为它能够以最小的空间和材料要求,最小的光路和高的机械柔韧性,以单模方式传送紧密受限的光场。 近年来,由于一维纳米线比许多其他结构(如OD量子点(QD)和2D膜)具有更优越的性能,因此纳米线光子学在基​​础研究和技术应用方面都越来越吸引科学家的兴趣。 作为亚波长波导,就侧壁平滑度和直径均匀性而言,通过化学生长或物理拉伸技术制造的自立式纳米线要比通过几乎所有其他方式制造的纳米波导要好。 这传达了其低的波导损耗。 在纤芯与周围之间具有高指数对比度(通常高于0.5)或具有表面等离子体共振,纳米线可以在严格的光学限制下引导光。 例如,对于电介质纳米线,有效模式面积小于lambda(2)/ 10或对于金属纳米线,小于lambda(2)/ 100,其中lambda是光的真空波长。 随着我们增加纳米线的波长与直径之比(WDR),我们可以将瞬态场在引导模式下的分数功率扩大到80%以上,同时保持较小的有效模式区域,这可以实现高度局部化的近距