紅外高增益金屬微納光學天線特性研究.pdf

1、得益于近場掃描光學顯微鏡（NSOM:Near-field Scanning Optical Microscope）的發(fā)明和微細加工技術(shù)的不斷發(fā)展，人們研究納米尺度下的光學現(xiàn)象成為可能，使得對納米光學（nano-optics）和納米光子學（nano-photonics）的研究方興未艾。表面等離子體激元（SPPs:Surface Plasmon Polaritons）是納米光子學的核心機制，它是一種存在于金屬與介質(zhì)分界面的特殊電磁模式。光源

2、照到金/介界面上，引起金屬表面的自由電子集體振蕩，當電子的振蕩頻率與入射光源頻率匹配時，就會產(chǎn)生共振（也叫做表面等離子體共振，SPR:Surface Plasmon Resonance），出現(xiàn)高強度的場增強等特性。
　　正是表面等離子體激元共振具有高靈敏度的特性，常常被用于化學、生物檢測上，特別是在軍事方面的意義更加非凡。通過金屬微納光學天線的集成使用，對入射光源進行局域場轉(zhuǎn)換，形成很高的場增強，提高紅外探測器靈敏度，減輕系統(tǒng)重量

3、，軍事武器小型化；在紅外通信中，提高系統(tǒng)的信噪比、通信距離。
　　本文首次提出對天線的加工制備具有指導意義的紅外高增益金屬階梯偶極子微納光學天線結(jié)構(gòu)。采用時域有限差分法，對工作于遠紅外波段的金屬微納光學天線的形狀和尺寸進行研究，由偶極子天線過渡到階梯天線，再到蝶形天線，獲得獨特的光學特性，結(jié)合表面等離子體激元對其物理機制進行探討；從場強增強因子、場分布和半高全寬（FWHM:Full Width at Half Maximum）進行