用邊界元方法研究亞波長金屬光柵的光學(xué)特性.pdf

1、自從光波透過金屬薄膜上的亞波長孔徑陣列時(shí)會(huì)產(chǎn)生超強(qiáng)透射現(xiàn)象被報(bào)道以來，具有亞波長金屬光柵結(jié)構(gòu)的光學(xué)現(xiàn)象和器件吸引了科學(xué)家們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。然而產(chǎn)生這種超強(qiáng)透射現(xiàn)象的物理本質(zhì)在科學(xué)界依然存在著爭(zhēng)議。為了揭示產(chǎn)生超強(qiáng)透射現(xiàn)象的本質(zhì)，科學(xué)家們首先從縫隙結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)是孔徑結(jié)構(gòu)中最簡(jiǎn)單也最為典型的結(jié)構(gòu)。另一方面，2003年Ebbesen小組又指出超強(qiáng)透射特性與金屬薄膜的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)，而金屬薄膜的幾何參數(shù)為什么會(huì)對(duì)超強(qiáng)透射特性產(chǎn)生

2、影響將是一個(gè)很有意義的課題。本論文基于嚴(yán)格的電磁場(chǎng)理論，從最簡(jiǎn)單的單縫結(jié)構(gòu)出發(fā)，研究了不同的金屬單縫結(jié)構(gòu)對(duì)超強(qiáng)透射的影響。并進(jìn)而研究了在組成單縫的金屬薄膜上具有浮雕結(jié)構(gòu)的光柵對(duì)超強(qiáng)透射的影響即對(duì)亞波長金屬光柵的光學(xué)特性的研究。主要研究有： [1]針對(duì)邊界積分(BIM)方法速度快、精度低，而二次邊界插值(BEM)方法精度高、速度慢的優(yōu)缺點(diǎn)，將二者優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合，得到了優(yōu)化邊界積分方法(RBIM)，應(yīng)用該方法可得到高精度、高速度的數(shù)值模

3、擬結(jié)果。 [2]研究了無限結(jié)構(gòu)的亞波長金屬縫隙的對(duì)稱性對(duì)透射特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)無論縫的幾何結(jié)構(gòu)如何，在480～750nm的波長范圍內(nèi)存在兩個(gè)透射峰，但縫的形狀對(duì)透射率的影響不同，對(duì)稱和反對(duì)稱正弦形曲線縫透射率是矩形縫的兩倍。 [3]研究了亞波長金屬光柵的光學(xué)特性。考查了不同周期及不同對(duì)稱性幾何結(jié)構(gòu)的光柵的光學(xué)特性。詳細(xì)討論了周期光柵和非周期光柵及對(duì)稱和不對(duì)稱結(jié)構(gòu)光柵的透射特性。此研究暗示了在亞波長金屬結(jié)構(gòu)中采用等效折射