Plasmonics in graphene nanostructures has shown great promise for terahertz and mid-infrared applications. In order to achieve multiple functionalities and broad operating bandwidth, the nanostructures are usually very compact, in which plasmonic coupling is inevitable and even plays an important role in performance improvement. Here, we investigate plasmonic coupling in graphene nanoribbon (GNR) dimers theoretically through full wave simulation and coupled dipole approximation. In practice, we treat GNR dimers as a pair of Lorentz type point dipoles, whose coupling is described by a phenomenological parameter (coupling strength). We show the resonance line-shape of GNR dimers can be engineered by tuning the distance, resonance frequency difference, damping rates of two GNRs. However, in both horizontally aligned dimer (HD) and vertically aligned dimer (VD), the coupling strength only depends on the distance, and exhibits an inverse relation of cube root, but due to different symmetries, they are opposite in sign. When two GNRs are placed with an increasing oblique angle, the coupling strength varies continuously from the value of HD to that of VD, and satisfies a sinusoidal function of the angle. We further discuss a general scheme to engineer broadband optical response through tuning damping rates of two GNRs, namely, larger damping rate for lower frequency resonance in HD, while on the contrary in VD. Our results provide a basic understanding of plasmonic coupling in graphene nanostructures, and will stimulate graphene plasmonic applications at terahertz and mid-infrared frequency range.

石墨烯纳米结构中的等离子体在太赫兹和中红外应用中显示出巨大的前景。为了实现多种功能和较宽的工作带宽，纳米结构通常非常紧凑，其中等离子体耦合是不可避免的，甚至在性能改进中起着重要作用。在这里，我们通过全波模拟和耦合偶极子近似从理论上研究石墨烯纳米带（GNR）二聚体中的等离子体耦合。在实践中，我们将 GNR 二聚体视为一对洛伦兹型点偶极子，其耦合由现象学参数（耦合强度）描述。我们展示了 GNR 二聚体的共振线形状可以通过调整两个 GNR 的距离、共振频率差、阻尼率来设计。然而，在水平对齐的二聚体（HD）和垂直对齐的二聚体（VD）中，耦合强度仅取决于距离，呈立方根的反比关系，但由于对称性不同，它们的符号相反。当两个GNR以递增的斜角放置时，耦合强度从HD值到VD值连续变化，满足角度的正弦函数。我们进一步讨论了通过调整两个 GNR 的阻尼率来设计宽带光学响应的​​一般方案，即 HD 中低频共振的较大阻尼率，而 VD 中则相反。我们的结果提供了对石墨烯纳米结构中等离子体耦合的基本理解，并将刺激石墨烯等离子体在太赫兹和中红外频率范围内的应用。耦合强度仅与距离有关，呈立方根反比关系，但由于对称性不同，符号相反。当两个GNR以递增的斜角放置时，耦合强度从HD值到VD值连续变化，满足角度的正弦函数。我们进一步讨论了通过调整两个 GNR 的阻尼率来设计宽带光学响应的​​一般方案，即 HD 中低频共振的较大阻尼率，而 VD 中则相反。我们的结果提供了对石墨烯纳米结构中等离子体耦合的基本理解，并将刺激石墨烯等离子体在太赫兹和中红外频率范围内的应用。耦合强度仅与距离有关，呈立方根反比关系，但由于对称性不同，符号相反。当两个GNR以递增的斜角放置时，耦合强度从HD值到VD值连续变化，满足角度的正弦函数。我们进一步讨论了通过调整两个 GNR 的阻尼率来设计宽带光学响应的​​一般方案，即 HD 中低频共振的较大阻尼率，而 VD 中则相反。我们的结果提供了对石墨烯纳米结构中等离子体耦合的基本理解，并将刺激石墨烯等离子体在太赫兹和中红外频率范围内的应用。他们的符号相反。当两个GNR以递增的斜角放置时，耦合强度从HD值到VD值连续变化，满足角度的正弦函数。我们进一步讨论了通过调整两个 GNR 的阻尼率来设计宽带光学响应的​​一般方案，即 HD 中低频共振的较大阻尼率，而 VD 中则相反。我们的结果提供了对石墨烯纳米结构中等离子体耦合的基本理解，并将刺激石墨烯等离子体在太赫兹和中红外频率范围内的应用。他们的符号相反。当两个GNR以递增的斜角放置时，耦合强度从HD值到VD值连续变化，满足角度的正弦函数。我们进一步讨论了通过调整两个 GNR 的阻尼率来设计宽带光学响应的​​一般方案，即 HD 中低频共振的较大阻尼率，而 VD 中则相反。我们的结果提供了对石墨烯纳米结构中等离子体耦合的基本理解，并将刺激石墨烯等离子体在太赫兹和中红外频率范围内的应用。我们进一步讨论了通过调整两个 GNR 的阻尼率来设计宽带光学响应的​​一般方案，即 HD 中低频共振的较大阻尼率，而 VD 中则相反。我们的结果提供了对石墨烯纳米结构中等离子体耦合的基本理解，并将刺激石墨烯等离子体在太赫兹和中红外频率范围内的应用。我们进一步讨论了通过调整两个 GNR 的阻尼率来设计宽带光学响应的​​一般方案，即 HD 中低频共振的较大阻尼率，而 VD 中则相反。我们的结果提供了对石墨烯纳米结构中等离子体耦合的基本理解，并将刺激石墨烯等离子体在太赫兹和中红外频率范围内的应用。