基于表面等離激元干涉的金屬微納結構設計和光學特性研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、近年來,隨著集成光學和微納加工技術的不斷發(fā)展,表面等離激元技術得到了研究者的廣泛重視和關注。表面等離激元(Surface Plasmon Polaritons,簡記為SPPs)是入射光波與金屬表面的自由電子發(fā)生作用從而形成的一種電磁波模式,它憑借表面局域特性、波長短和超強透射的優(yōu)勢,為解決集成光學中突破衍射極限問題開辟了重要途徑。在此背景下,本文設計并提出了兩種基于表面等離激元干涉的金屬微納結構,并且通過模擬仿真探究了兩種結構中光波的干

2、涉效應和工作機理,具體包括:
  設計提出了一個基于非對稱圓環(huán)結構的干涉型表面等離激元傳感器,由一個非對稱圓環(huán)-納米小孔的金屬結構組成,半圓環(huán)形凹槽分別對應兩個不同臂長的干涉臂,從而構成雙干涉臂、三光束干涉的傳感結構。通過仿真得到不同臂長、凹槽數量的結構參數下干涉譜線變化的特性,并且探究了該結構的折射率傳感能力。理論計算結果和仿真結果的基本吻合驗證了非對稱圓環(huán)中干涉效應和傳感工作原理。該傳感器結構簡單、緊湊、可控,具有較高的對比度

3、和較窄的線寬。
  在非對稱圓環(huán)結構的基礎上,設計了一種基于馬增干涉的表面等離激元傳感器,由一個金屬-介質-金屬多層膜上的半環(huán)狹縫-小孔結構構成。仿真計算了該結構的干涉譜線,探究了SPP傳播路徑長度和中心層厚度對干涉譜的調控和影響原理。仿真結果顯示了該結構的透過譜呈現寬帶范圍內的振蕩行為,對應干涉相長和相消,驗證了干涉效應的工作機理。基于這樣的工作原理,繼續(xù)探究并驗證了該結構的折射率傳感性能。另外,由于此結構的入射光在結構的背面入

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