金屬-電介質(zhì)-金屬微腔結(jié)構(gòu)中模場(chǎng)及其耦合特性研究.pdf

1、表面等離激元是電磁波在金屬/介質(zhì)界面激發(fā)的電子集體振蕩。它能夠?qū)崿F(xiàn)在亞波長(zhǎng)尺度下光的傳輸與操控,在傳感器、光學(xué)集成等方面具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。在金屬微納復(fù)合結(jié)構(gòu)中,表面等離激元模式與其他共振模式間的耦合可以實(shí)現(xiàn)對(duì)微納結(jié)構(gòu)光學(xué)性質(zhì)的調(diào)制,從而豐富了在亞波長(zhǎng)尺度光操控的手段。本論文研究了金屬-電介質(zhì)/金屬微腔結(jié)構(gòu)中的模場(chǎng)分布及其耦合特性。
　　首先利用傳輸矩陣方法研究了金屬/電介質(zhì)/空氣結(jié)構(gòu)的模式特性。由介質(zhì)層界面構(gòu)成的腔結(jié)構(gòu)中,分析了

2、腔的折射率以及腔長(zhǎng)對(duì)結(jié)構(gòu)中模式的調(diào)制作用,得到了結(jié)構(gòu)中等離激元模式的激發(fā)角隨腔長(zhǎng)連續(xù)變化的結(jié)論。
　　在此基礎(chǔ)上引入金屬層,形成金屬/電介質(zhì)/金屬結(jié)構(gòu)。該金屬層的引入會(huì)導(dǎo)致介質(zhì)腔性質(zhì)發(fā)生改變,進(jìn)而拓寬了腔模的激發(fā)角度;同時(shí)它也引起了腔模與SPP模式的耦合,產(chǎn)生了模式間的反交叉行為。本文還討論了金屬/電介質(zhì)/金屬結(jié)構(gòu)中與腔模具有不同性質(zhì)的1階和0階共振模式。發(fā)現(xiàn):1階模式可以根據(jù)其有效折射率與空氣和介質(zhì)折射率的關(guān)系分為三個(gè)部分,尤其