金屬納米結構光學性質的DDA及FDTD模擬.pdf

1、納米光子學研究納米尺度上光的行為，由于在光電子器件、信息光學、生物光子學、新型材料等方面具有巨大的應用前景，其已經成為一個相當重要和熱門的研究領域。隨著先進制備、表征技術的不斷發(fā)展和運算能力的持續(xù)提升，納米光子學將得到更加快速的發(fā)展。與此同時，人們發(fā)現(xiàn)金屬納米結構在這個領域中占據(jù)著極其關鍵的位置。金屬納米結構之中可以激發(fā)出一種特殊的模式一表面等離子體激元，其局域特性和近場增強效應可以在很多方面發(fā)揮無法替代的作用。近十年來，研究分析金屬納

2、米結構納米光子學特性的各個方向逐漸形成一個系統(tǒng)的體系，并可獨立成一個稱為表面等離子體激元光子學的分支。
　　 值得考慮的是，即使當前實驗中制備納米結構的成本不斷下降，準確高效的數(shù)值模擬方法仍然有著積極的意義。精確的模擬結果可以很好地指導實驗的進行，大大節(jié)約時間和材料成本。我們可以對一些實驗上還無法實現(xiàn)的結構首先進行理論上的探索，構建合適的模型進行計算，從而促進對未知領域的認知。
　　 本文首先對納米光子學和金屬納米結構的

3、概念和研究現(xiàn)狀做一個總結，包括理論發(fā)展、應用前景和幾個研究方向的主要內容。然后給出兩種數(shù)值方法-離散偶極子近似方法和時域有限差分方法的概念、基本原理、算法特點和一些值得注意的問題，并對不同的方法進行了簡單的比較。
　　 后兩章作為本論文的主要部分，分別介紹了實現(xiàn)兩種數(shù)值方法的軟件DDSCAT和FDTD Solutions的應用，提供了具體計算的大致操作步驟和自己在使用中所遇到問題的解決方案和積累的一些經驗。我們根據(jù)這兩個軟件各自