SPP的電介質(zhì)光柵激發(fā)及其波導(dǎo).pdf

1、表面等離子體激元(surface plasmon polaritons,SPPs)是指局域在金屬表面的自由振蕩的電子和光子相互作用產(chǎn)生的沿著金屬表面?zhèn)鞑サ碾姶艌?chǎng)模。
　　 表面等離子體的激發(fā)能夠使人們利用金屬等導(dǎo)體來實(shí)現(xiàn)對(duì)光傳播的主動(dòng)操控,通過改變金屬等導(dǎo)體表面的(亞波長(zhǎng))結(jié)構(gòu),它的性質(zhì),特別是與光相互作用的特性如色散關(guān)系、激發(fā)模式、耦合效應(yīng)等也會(huì)隨之發(fā)生變化。目前,表面等離子體是納米光子學(xué)的一個(gè)非常重要的研究方向,它的原理、新

2、穎效應(yīng)和其機(jī)制的探究都深深地吸引著科學(xué)家們。由于SPPs具有獨(dú)特的光學(xué)特性,其應(yīng)用前景非常廣闊,在光存儲(chǔ),光激發(fā),顯微術(shù),亞波長(zhǎng)光學(xué)以及生物光子學(xué)等領(lǐng)域都得到了廣泛和深入的研究應(yīng)用。
　　 要準(zhǔn)確探究表面等離子體亞波長(zhǎng)光學(xué)原理,必須嚴(yán)格求解Maxwell方程組,這是因?yàn)镾PPs是由外來電磁場(chǎng)激發(fā)導(dǎo)致的金屬等導(dǎo)體中自由電荷密度漲落,產(chǎn)生集體振蕩輻射出電磁模的形式,這就要求它必須滿足電磁場(chǎng)的基本方程。目前,時(shí)域有限差分法(Finit

3、e Difference Time Domain method,FDTD)是一種成功的在時(shí)域上求解Maxwell方程組的數(shù)值模擬方法。
　　 本文第一章首先簡(jiǎn)單介紹了課題的研究背景及選題意義；第二章詳細(xì)介紹了SPPs的基本性質(zhì)和原理,包括其色散關(guān)系,特征參數(shù)以及激發(fā)模式,并闡述了SPPs的各種新穎效應(yīng)和重要應(yīng)用；第三章著重介紹了FDTD方法的基本思想和特點(diǎn)；第四章討論金屬光柵耦合結(jié)構(gòu)SPPs的激發(fā)特性；第五章研究金屬襯底上電介質(zhì)