離軸深聚焦光束激發(fā)的SPPs自干涉場特性研究.pdf

1、表面等離子體極元（Surface Plasmon Polaritons,SPPs）是在金屬表面激發(fā)的電磁波，具有近場增強(qiáng)、亞波長局域和異常色散等特點(diǎn)，可以在亞波長尺度對(duì)光子進(jìn)行操縱，已經(jīng)在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。
　　由于傳統(tǒng)光學(xué)器件中存在一個(gè)經(jīng)典光學(xué)無法逾越的衍射極限，使得現(xiàn)有的光學(xué)儀器分辨率很難進(jìn)一步提高，光電器件無法實(shí)現(xiàn)更高程度的集成。表面等離子體極元為解決這一問題提供了一個(gè)重要的突破口。另外，基于近軸原理而設(shè)計(jì)的光學(xué)儀器中

2、，入射光束的近軸性是保證成像質(zhì)量的重要條件。光束的離軸會(huì)造成像差等問題，大大降低儀器的成像分辨能力。光束的離軸直接影響著SPPs的應(yīng)用效果，弄清離軸光激發(fā)SPPs光場的特性有重要的理論和實(shí)踐意義。
　　正入射深聚焦光激發(fā)的SPPs具有對(duì)稱和計(jì)算簡便等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)光束偏離光軸，聚焦區(qū)域的波矢分布將發(fā)生整體的改變，造成透射場的畸變、強(qiáng)度和對(duì)比度下降等一系列問題。本文對(duì)離軸光束激發(fā)SPPs的產(chǎn)生機(jī)理和分布規(guī)律等特性做了詳細(xì)的理論分析和模擬仿

3、真，揭示了離軸光激發(fā)SPPs的一些基本規(guī)律。在理論計(jì)算中，本文采用了角譜分析方法；在模擬仿真中，本文采用了基于時(shí)域有限差分方法的商業(yè)計(jì)算軟件FDTD Solutions.
　　本文首次提出了“臨界離軸角”和“等效數(shù)值孔徑”的概念。透射場強(qiáng)度分布受到縱向共振分量的調(diào)制，離軸角越大，調(diào)制作用越弱，并且存在一個(gè)理論臨界離軸角，實(shí)際的臨界離軸角小于理論值。在線性偏振光入射的條件下，當(dāng)光束傾斜方向平行或垂直于偏振方向時(shí)，SPPs自干涉場仍然