周期結(jié)構(gòu)金屬薄膜的透射特性研究.pdf

1、表面被周期調(diào)制的金屬薄膜即表面等離激元晶體具有增強(qiáng)透射效應(yīng)，透射峰值遠(yuǎn)大于孔徑理論所得到的值。由于這種增強(qiáng)效應(yīng)在亞波長(zhǎng)光學(xué)、光電集成器件等方面的應(yīng)用，以及其潛在的豐富的物理機(jī)制成為當(dāng)前光學(xué)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
　　 本論文系統(tǒng)地研究了周期結(jié)構(gòu)金屬薄膜在中紅外波段的透射光學(xué)性質(zhì)。特別是采用了本研究組提出的鏤空模板法(stencil mask)這一新型制備工藝。得益于這種制備方法，本文對(duì)周期結(jié)構(gòu)金屬薄膜進(jìn)行了較全面的研究，從實(shí)驗(yàn)上揭

2、示了金屬小孔陣列的異常透過(guò)率增強(qiáng)現(xiàn)象。
　　 論文的主要內(nèi)容包括：
　　 1. 介紹了高頻結(jié)構(gòu)仿真軟件（High Frequency Structure Simulator，HFSS)，利用該軟件分析了不同孔陣形狀對(duì)透射增強(qiáng)行為的影響，研究得出表面等離激元（Surface Plasmon Polaritons，SPPs）在周期性微孔陣列金屬薄膜透過(guò)率增強(qiáng)中起主要作用。由于SPPs的參與，主透射峰位置主要取決于樣品的周期。

3、除了SPPs，微孔中還存在局域表面等離子共振。
　　 2. 采用了本研究組提出的鏤空模板法這一制備工藝制備了大面積周期結(jié)構(gòu)金屬薄膜，即先制作帶有鏤空?qǐng)D形的SU-8膜，然后將金屬薄膜沉積在SU-8膜上。這種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是方法簡(jiǎn)單、成本低，不需要操作復(fù)雜且昂貴的設(shè)備；可以制備大面積、高質(zhì)量的金屬薄膜。通過(guò)透射光譜的測(cè)量，發(fā)現(xiàn)這種表面等離激元晶體具有特定波長(zhǎng)的透過(guò)率異常增強(qiáng)效應(yīng)。采用實(shí)驗(yàn)結(jié)合仿真的方法研究發(fā)現(xiàn)在一個(gè)周期中包含兩種孔陣結(jié)構(gòu)