基于表面等離激元的太赫茲和光頻器件研究.pdf

1、基于亞波長(zhǎng)金屬陣列結(jié)構(gòu)的表面等離激元（SPPs）和太赫茲（THz）技術(shù)，是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)。由于 THz光的長(zhǎng)波性，受衍射限制約，THz成像探測(cè)的空間分辨率遠(yuǎn)低于光頻情形。將SPPs與THz技術(shù)結(jié)合起來，將在突破衍射限的亞波長(zhǎng)聚焦從而顯著提升 THz成像探測(cè)效能，以及將 THz波與紅外可見光譜域的相關(guān)工作相融合，實(shí)現(xiàn)光頻、射頻一體化成像探測(cè)等方面發(fā)揮重要作用。本論文提出了在THz和光頻包括紅外和可見光這一超寬譜域內(nèi)，開展亞波長(zhǎng)金屬陣

2、列SPPs物理屬性以及制作THz和光頻SPPs器件等項(xiàng)研究思路。主要工作如下：
　　（1）設(shè)計(jì)了基于亞波長(zhǎng)金屬孔徑形態(tài)的四種亞波長(zhǎng)楔形孔（包括納孔）結(jié)構(gòu)，并利用上述結(jié)構(gòu)構(gòu)建了四種不同類型的亞波長(zhǎng)金屬陣列。進(jìn)一步將亞波長(zhǎng)金屬陣列與光柵融合構(gòu)建了THz-SPPs器件和光頻SPPs器件；
　?。?）利用有限元法和自適應(yīng)網(wǎng)格劃分技術(shù)，對(duì)所構(gòu)建的THz-SPPs和光頻SPPs器件的反射率和電場(chǎng)、電流分布等電磁特性進(jìn)行仿真分析，研究器件

3、激發(fā)SPPs的有效性和SPPs光場(chǎng)共振與局域場(chǎng)增強(qiáng)特征，以及局部器件結(jié)構(gòu)參數(shù)變動(dòng)影響SPPs屬性等問題；
　?。?）綜合考慮封裝要求和亞波長(zhǎng)金屬結(jié)構(gòu)的陣列規(guī)模，規(guī)劃了 THz-SPPs器件的參數(shù)指標(biāo)體系，并基于標(biāo)準(zhǔn)微電子工藝設(shè)計(jì)和制作THz-SPPs器件。通過比較電子束光刻和聚焦離子束刻蝕，確定了制作光頻SPPs器件的工藝流程與設(shè)計(jì)規(guī)范；
　?。?）利用THz時(shí)域光譜技術(shù)測(cè)量了THz-SPPs器件的透射特性，利用近場(chǎng)掃描顯微