基于表面等離子體激元的金屬聚焦透鏡的成像機理與優(yōu)化設計.pdf

1、表面等離子體激元作為光波與金屬中自由電子相互作用產(chǎn)生的電磁模式，能突破衍射極限實現(xiàn)亞波長光電回路的集成。隨著加工的精密化，基于表面等離子體激元的亞波長光子集成器件在理論和實驗上得到廣泛研究。本文在總結(jié)表面等離子體激元的基本理論和實驗的基礎(chǔ)上，進行了亞波長金屬聚焦透鏡的成像分析和優(yōu)化設計。
　　 第一部分提出金屬聚焦透鏡模型(金屬雙縫介質(zhì)光柵修飾結(jié)構(gòu))，并分析雙縫和出射面介質(zhì)光柵的物理參數(shù)對光傳輸?shù)挠绊?。首先針對金屬聚焦透鏡的研究

2、現(xiàn)狀，特別是單狹縫金屬聚焦透鏡存在的問題，闡述了金屬雙縫聚焦透鏡的優(yōu)勢；其次利用波導色散、衍射光柵和嚴格耦合波等理論，分析得到了影響表面等離子體激元的有效折射率、光相位關(guān)系和激發(fā)表面等離子體激元共振角的物理參數(shù)。
　　 第二部分優(yōu)化設計出多種調(diào)節(jié)焦長和聚焦偏轉(zhuǎn)的方法，并指出各種方法的相對優(yōu)勢。焦長的調(diào)節(jié)有3種方法：1.改變中間介質(zhì)柱的寬度，相比于金屬單縫結(jié)構(gòu)啁啾表面介質(zhì)光柵的周期，降低了加工介質(zhì)的數(shù)目；2.改變表面介質(zhì)光柵的形狀