不对称传输器件在通讯和信息处理的集成光子系统中有重要应用，其功能是当一束光从某一个方向入射时，允许透射；但是当该束光沿相反方向入射时，禁止透射。近年来，利用表面等离激元（SPPs）的单向激发来实现不对称传输的报道较多，例如，基于不对称光栅激发SPPs的MIM 结构、利用超表面激发SPPs的多层结构和基于单向SPPs激发的狭缝不对称金属光栅等结构。但是这些研究都注重或者只能实现宽带宽的不对称，这对于需要窄带宽或单波长的不对称光学传输是不利的。

针对以上问题，华中科技大学武汉光电国家研究中心光电子集成与器件功能实验室黄黎蓉教授带领硕士生巴春发等人，创新性地提出了一种基于光栅沟槽深度效应的方式实现窄带宽的不对称传输。该不对称传输器由不对称金属光栅和中间金属薄膜组成（如图1所示）。当正向入射光照射到该不对称传输器时，只有特定窄带宽的光能够经过上金属光栅转化为SPPs波，经过中间金属薄膜隧穿，再经过下金属光栅解耦合到自由空间，从而实现正向入射光窄带宽的高透性。反之，当反方向入射光照射到该不对称传输器时，由于下金属光栅无法产生SPPs波，使得反向入射光很难透射出去。该不对称光传输器具有结构简单、制作成本低的优点，可应用于窄带宽单向传输/检测等纳米光子学领域。

图 1 窄带宽不对称传输器件的结构

图2正向/反向光入射时的电场分布

2019年8月21日，该研究成果“Narrow-band and high-contrast asymmetric transmission based on metal-metal-metal asymmetric gratings”发表在OSA旗下期刊Optics Express (Vol. 27, No. 18, pp. 25107-25118, 2019)杂志。该项研究得到国家自然科学基金（61675074，61705127）的资助。

全文链接：https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-27-18-25107