聲子極化激元與太赫茲天線(xiàn)的相互作用及其場(chǎng)局域增強(qiáng)特性研究.pdf

1、1951年，黃昆先生發(fā)表了一篇題為《論輻射場(chǎng)和離子晶體間的相互作用》的文章，并提出了一對(duì)唯象方程，后稱(chēng)“黃昆方程”。該方程首次確立了光學(xué)位移、宏觀(guān)電場(chǎng)和電極化強(qiáng)度三者之間的關(guān)系。在該文中，黃昆先生首次提出了一種新的耦合振動(dòng)模，并指出它是電磁場(chǎng)中的光子與離子晶體或者極性晶體中橫向振動(dòng)的光學(xué)聲子之間相互耦合的結(jié)果。而后這種耦合振動(dòng)模的量子于1958年被美國(guó)的物理學(xué)家 Hopfield正式命名為極化激元（polariton）。1965年，美國(guó)

2、的物理學(xué)家Henry和Hopfield在做半導(dǎo)體材料GaP的拉曼散射實(shí)驗(yàn)時(shí)首次證實(shí)了聲子極化激元的存在。隨后這種耦合振動(dòng)模式很快引起了人們的極大興趣，極化激元一詞也被廣泛使用。近些年來(lái)人們主要通過(guò)飛秒激光脈沖激發(fā)鐵電晶體（如鈮酸鋰、鉭酸鋰）來(lái)獲得聲子極化激元，并對(duì)其做了大量的研究。研究?jī)?nèi)容主要涉及到聲子極化激元的產(chǎn)生、傳輸、與操控等方面。
　　聲子極化激元的頻率在太赫茲波段（0.1 THz~10 THz）內(nèi)，故可將其作為一種太赫茲

3、波源。本文即是以飛秒激光脈沖激發(fā)鐵電晶體產(chǎn)生的聲子極化激元為激發(fā)源，來(lái)研究太赫茲波與金屬天線(xiàn)之間的相互作用及電場(chǎng)的局域增強(qiáng)特性。
　　本文首先介紹了太赫茲聲子極化激元的發(fā)展歷程及其用途，其次介紹了它的物理方程及相關(guān)的幾種基本的成像探測(cè)手段。在本工作中設(shè)計(jì)了兩種太赫茲波段的金屬天線(xiàn)，一種為常見(jiàn)的對(duì)稱(chēng)的棒狀天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，另一種新穎的天線(xiàn)結(jié)構(gòu)，該對(duì)稱(chēng)的棒狀天線(xiàn)結(jié)構(gòu)的末端為tip形狀。隨后詳細(xì)的介紹了以薄片鈮酸鋰晶體為基底的金屬天線(xiàn)的加工過(guò)程