金屬電介質(zhì)納米復(fù)合薄膜的表面等離子體特性研究.pdf

1、信息技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于人們的生活和科學(xué)研究中,但是現(xiàn)有的光學(xué)儀器并不能滿足人們的需求,人們所研究的內(nèi)容變得更加細(xì)微,為了能夠更加精確,便捷的進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)與實(shí)際應(yīng)用,人們把目光投向達(dá)到納米量級(jí)的納米光子學(xué)的發(fā)展。表面等離子體是納米光子學(xué)中的一個(gè)重要的分支,它在開關(guān)設(shè)備的研制,生物傳感,化學(xué)測(cè)量,甚至是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域都有很廣闊的應(yīng)用空間。為了使表面等離子體的相應(yīng)技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用,本論文研究了金屬電介質(zhì)納米復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)中的表面等離子體共振,

2、并進(jìn)一步分析了薄膜的各向異性對(duì)表面等離子體波激發(fā)的影響。
　　本論文首先分別就TE波和TM波對(duì)表面等離子體激發(fā)條件進(jìn)行分析,討論了TE波和TM波在復(fù)合薄膜表面的傳播情況。建立一個(gè)金屬電介質(zhì)納米結(jié)構(gòu)的復(fù)合薄膜模型,通過對(duì)有效介質(zhì)近似理論的分析確定了復(fù)合薄膜的介電張量,并以入射光的TE分量和TM分量分別對(duì)復(fù)合薄膜的反射率進(jìn)行討論分析,討論TE波和TM波對(duì)表面等離子共振的激發(fā)情況。進(jìn)一步分析金屬填充率對(duì)薄膜性質(zhì)的影響,并分析復(fù)合薄膜的內(nèi)

3、部場(chǎng)強(qiáng)分布,給出金屬填充率不同時(shí)的三種在復(fù)合薄膜與玻璃或空氣分界面對(duì)SPP的激發(fā)模式。討論了TE波對(duì)表面等離子激元的激發(fā)情況。
　　建立一個(gè)各向異性層比消逝層更厚的類似Otto裝置模型,推導(dǎo)了這種復(fù)雜的各向異性薄膜介電張量及TE波與TM波的反射率。分析TE波和TM波的反射率圖譜,證明了各向異性的薄膜和金屬之間的界面存在著由TE波及TM波激發(fā)的表面等離子體波。通過定量的分析,發(fā)現(xiàn)在當(dāng)入射的波長(zhǎng)和入射角為一個(gè)特殊值時(shí),各向異性層中的T