亚波长金属狭缝的表面等离子体激元研究

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1998年,Ebbesen等人首次报导在实验中发现当光波通过金属薄膜孔阵时存在的超强透射现象。并且随后用表面等离激元模型来解释这种现象。随后随着科技的发展,超强透射被应用在越来越多的领域,但是传统的表面等离激元模型越来越有其局限性,先后又发展出了几种新的理论机制。本文基于FDTD算法,将麦克斯韦方程的旋度方程进行差分化,对带有周期性凹槽机构的银薄膜狭缝进行超透射模拟。期望对狭缝-凹槽阵列结构进行优化,并用该种结构作为可见光及红外探测天线的设想。先后给出了周期性凹槽结构的数量、所在位置、形状以及周期对透射峰的影响,并给出了结论。再而本文对这种结构的透射光的散射角度进行了测量,结果表明透射光被限制在很小的角度内。接着本文对双缝系统进行了模拟,并对其添加了周期性凹槽结构。最后我预测表面等离激元在金属表面传播时,遇到狭缝或者凹槽会反射,从狭缝一边穿拨过来的spp波会传输到狭缝的另一边,并在另一边的凹槽处发生反射,反射波会回到狭缝处,在符合干涉条件时,狭缝处的spp波会发生干涉增长或者相消。模拟结果成功的验证了这一设想。
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