亞波長(zhǎng)金屬結(jié)構(gòu)的表面等離子全息研究.pdf

1、全息術(shù)是利用光的干涉和衍射原理，記錄并再現(xiàn)物體強(qiáng)度和相位的一種“拍照”技術(shù)。浮雕型全息圖的特征是表面具有微結(jié)構(gòu)，能夠真實(shí)再現(xiàn)三維圖像。全息防偽是基于激光全息術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種防偽方式。但近年來(lái)，基于模壓工藝的浮雕型全息圖容易被仿制，技術(shù)門(mén)檻低，因此在某種意義上說(shuō)，全息防偽已經(jīng)失去了其防偽的功能。據(jù)此將全息微結(jié)構(gòu)進(jìn)一步縮小，提出了一種基于亞波長(zhǎng)金屬結(jié)構(gòu)的表面等離子全息（PHG）。通過(guò)在傳統(tǒng)的全息微結(jié)構(gòu)中嵌入周期性的亞波長(zhǎng)金屬結(jié)構(gòu)，不僅能夠提

2、高全息圖的衍射效率，還可以實(shí)現(xiàn)全息圖的偏振選擇性。通過(guò)和小巧輕便的偏振片結(jié)合，可以為全息防偽提供一條有力的判據(jù)，進(jìn)而提高全息圖的防偽性能。本文以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)并結(jié)合理論分析針對(duì) PHG開(kāi)展了比較深入的研究工作。
　　首先，探索了PHG的制備工藝，采用了透射型全息制備光路，在制備介質(zhì)全息的基礎(chǔ)上，通過(guò)金屬鍍膜實(shí)現(xiàn)了周期性亞波長(zhǎng)金屬結(jié)構(gòu)的嵌入。通過(guò)研究并比較了不同偏振態(tài)光源在PHG上的衍射、反射、透射和吸收特性，發(fā)現(xiàn)相比普通介質(zhì)全息，PH

3、G進(jìn)一步擴(kuò)大了TM和TE偏振光全息再現(xiàn)圖的差異。然后，利用金屬-介質(zhì)-金屬（MIM）波導(dǎo)模型和嚴(yán)格耦合波分析，進(jìn)一步闡述了表面等離子的偏振特性。研究發(fā)現(xiàn)，金屬納米光柵的空氣狹縫可以使TM偏振光超越衍射極限進(jìn)入，使得全息再現(xiàn)一直存在；而令 TE偏振光被截止，從而無(wú)法衍射產(chǎn)生全息再現(xiàn)光。最后，利用嚴(yán)格耦合波仿真軟件對(duì)金屬納米光柵的結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)針對(duì)不同光波波長(zhǎng)，需要分別優(yōu)化狹縫寬度、介質(zhì)光柵高度和金屬膜厚，使表面等離子全息達(dá)到最佳的