基于金屬納米陣列的中紅外超分辨率成像研究.pdf

1、近年來(lái)，光學(xué)成像技術(shù)取得了很大的突破，其應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。對(duì)于絕大多數(shù)傳統(tǒng)成像系統(tǒng)而言，成像分辨率受到衍射極限的限制，很難實(shí)現(xiàn)納米量級(jí)的超分辨率成像。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，一系列基于等離子體的金屬納米成像透鏡模型被提出，由于等離子體的獨(dú)特特性，這類(lèi)納米成像透鏡模型可以突破衍射極限，并且分別在紫外、可見(jiàn)光和近紅外光波段具有納米量級(jí)的超分辨率成像能力，而且分辨率也有很大提高。但是由于構(gòu)成金屬納米成像模型的金屬納米結(jié)構(gòu)的等離子體特性在中紅外波段很難調(diào)

2、制，所以實(shí)現(xiàn)中紅外波段的超分辨率成像也具有一定的難度。
　　本文采用數(shù)值仿真的方法研究了一種獨(dú)特的金屬納米棒二聚體結(jié)構(gòu)的光學(xué)特性，這種結(jié)構(gòu)是把金屬納米棒二聚體用導(dǎo)電介質(zhì)連接起來(lái)，結(jié)果表明，這種金屬納米結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生一種電荷傳輸?shù)入x激元（Charge Transfer Plasmon。CTP）共振現(xiàn)象，通過(guò)調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，其CTP共振波長(zhǎng)可以在中紅外波段進(jìn)行調(diào)制。在此基礎(chǔ)上，我們利用合適結(jié)構(gòu)參數(shù)的金屬納米棒二聚體設(shè)計(jì)了一種金屬納米陣列，并

3、且對(duì)金屬納米陣列的中紅外超分辨率成像能力進(jìn)行了數(shù)值仿真研究。當(dāng)目標(biāo)物體分別為非相干點(diǎn)光源和相干點(diǎn)光源時(shí)，我們計(jì)算了不同的陣列間距時(shí)物平面和像平面的電場(chǎng)強(qiáng)度分布。結(jié)果表明，本文提出的金屬納米陣列在中紅外波段具有非相干超分辨率成像和相干超分辨率成像的能力，成像效果受到光源類(lèi)型、像平面與金屬納米陣列的距離和陣列間距等因素的影響。其中，在相同結(jié)構(gòu)參數(shù)下，非相干光源比相干光源的成像效果好。當(dāng)工作波長(zhǎng)λ為CTP共振波長(zhǎng)4390 nm時(shí)，非相干成像和