SPP的電介質光柵激發(fā)及其波導.pdf

1、表面等離子體激元(surface plasmon polaritons,SPPs)是指局域在金屬表面的自由振蕩的電子和光子相互作用產(chǎn)生的沿著金屬表面?zhèn)鞑サ碾姶艌瞿！?br>　　 表面等離子體的激發(fā)能夠使人們利用金屬等導體來實現(xiàn)對光傳播的主動操控,通過改變金屬等導體表面的(亞波長)結構,它的性質,特別是與光相互作用的特性如色散關系、激發(fā)模式、耦合效應等也會隨之發(fā)生變化。目前,表面等離子體是納米光子學的一個非常重要的研究方向,它的原理、新

2、穎效應和其機制的探究都深深地吸引著科學家們。由于SPPs具有獨特的光學特性,其應用前景非常廣闊,在光存儲,光激發(fā),顯微術,亞波長光學以及生物光子學等領域都得到了廣泛和深入的研究應用。
　　 要準確探究表面等離子體亞波長光學原理,必須嚴格求解Maxwell方程組,這是因為SPPs是由外來電磁場激發(fā)導致的金屬等導體中自由電荷密度漲落,產(chǎn)生集體振蕩輻射出電磁模的形式,這就要求它必須滿足電磁場的基本方程。目前,時域有限差分法(Finit

3、e Difference Time Domain method,FDTD)是一種成功的在時域上求解Maxwell方程組的數(shù)值模擬方法。
　　 本文第一章首先簡單介紹了課題的研究背景及選題意義；第二章詳細介紹了SPPs的基本性質和原理,包括其色散關系,特征參數(shù)以及激發(fā)模式,并闡述了SPPs的各種新穎效應和重要應用；第三章著重介紹了FDTD方法的基本思想和特點；第四章討論金屬光柵耦合結構SPPs的激發(fā)特性；第五章研究金屬襯底上電介質