在过去的十年间，等离子体谐振器作为新型纳米光子器件的核心组件，其在光学微腔领域中展现出了巨大的应用潜力。等离子体谐振器利用压缩模场方式，以实现超小型体积的光学器件制造，并极大增强了光与物质的相互作用。本文探讨了深亚可见光波长尺度下，混合等离子体环形谐振器的设计和特性研究。
文章提出了一种基于金属基底，并由低介电常数介质隔开的环形谐振器设计方案。这种设计能够支持具有高度局部电磁场的混合等离子体模式。利用有限差分时域(FDTD)方法，计算得到环形谐振器的性质。通过对谐振腔的几何结构以及低介电常数介质层高度的改变，该谐振器实现了354的高品质因子以及超紧凑的模式限制，其模式体积达到了0.0078(λ/2n)3~0.0001微米^3，对应的Purcell因子高达2.7×10^4。此外，当环形谐振器的半径和厚度在纳米级别范围内变化时，模式体积可以维持在0.01(λ/2n)3的数量级，且品质因子大于100，表现出在深亚波长尺度上高品质因子与超小模式体积之间的折衷。
关键词环形谐振器、混合等离子体、深亚波长尺度、可见光谱，这些词汇揭示了研究的主题与重点。环形谐振器作为微腔的一种，已经被广泛应用于激光器、光通信、生物传感和量子电动力学等多个领域。而深亚波长尺度代表了在可见光波长范围中突破传统衍射极限的可能性。
混合等离子体环形谐振器的出现，不仅在理论上突破了传统光子学器件的尺寸限制，还在实验中得到了验证。该谐振器的高品质因子意味着它在光腔量子电动力学弱耦合区域和低阈值激光器等光子学和光电子学的应用中具有巨大潜力。例如，在弱耦合区域中，高品质因子的谐振器可以提高光场在腔内的储存时间，从而在与物质相互作用时，如在增强的拉曼散射和非线性光学效应中，增强器件性能。
本文的引言部分还提及了纳米级光子学器件研究的重要性。由于光波长的天然限制，传统的光子学器件往往尺寸较大。然而，等离子体学的出现为这一领域带来新的希望。通过利用金属与介质界面上激发的表面等离子体极化子(SPPs)，可以在亚波长结构中有效集中和引导光线。这些在SPP器件中出现的增强非线性光学现象，是由于其强烈的局部电磁场特性。
本文提出的混合等离子体环形谐振器在深亚可见光波长尺度上的研究，为未来的光学微腔设计、光子学和光电子学器件的应用提供了新的思路和基础。通过对高品质因子与超小模式体积之间折衷的设计，这项研究不仅在理论上具有重要的学术价值，而且在技术应用上开辟了广阔的前景，特别是在光腔量子电动力学和低阈值激光器等领域。随着微纳加工技术的进一步发展，相信未来会在实现更小尺寸和更高性能的光学器件方面取得突破。
