金屬正弦光柵上表面等離子體波激發(fā)的理論研究.pdf

1、表面等離子體波是沿著金屬表面?zhèn)鞑サ囊环N電磁波。通過(guò)表面等離子體波與光場(chǎng)之間的相互作用，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)光的主動(dòng)控制，當(dāng)改變金屬表面結(jié)構(gòu)時(shí)，表面等離子體波的性質(zhì)、色散關(guān)系，激發(fā)模式和耦合效應(yīng)都會(huì)發(fā)生重大的變化。尤其當(dāng)表面是具有一定的周期結(jié)構(gòu)時(shí)，當(dāng)表面等離子體波與光柵周期滿足布拉格條件時(shí)，將會(huì)出現(xiàn)光學(xué)能量禁帶。表面等離子體激元(Plasmonics)已經(jīng)成為一門(mén)新興的科學(xué)，對(duì)它的激發(fā)原理，新穎效應(yīng)以及機(jī)制的探究，極大的吸引了研究者的興趣。表面等離

2、子體波具有廣闊的應(yīng)用前景，例如各種表面等離子體元件，納米波導(dǎo)，等離子體光子芯片，耦合器，調(diào)制器和開(kāi)關(guān)元件，納米光刻技術(shù)和濾波器等等。
　　本文首先介紹了表面等離子體波的概念和存在條件，以及表面等離子體波的相應(yīng)特性。并且研究了利用橫磁(TM)偏振光和橫電(TE)偏振光在金屬正弦光柵上激發(fā)表面等離子體波的全新模式。
　　其次，從金屬光柵局域表面法向方向上電場(chǎng)的分量出發(fā)，進(jìn)一步分析表面等離子體波的激發(fā)條件，然后在理論上推導(dǎo)出利用橫

3、磁(TM)偏振光和橫電(TE)偏振光在金屬正弦光柵上激發(fā)表面等離子體波的可能性，同時(shí)利用Matlab對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬，并將橫磁(TM)偏振光和橫電(TE)偏振光的激發(fā)模式進(jìn)行了簡(jiǎn)單的比較分析。
　　最后，利用坐標(biāo)變換，在理論上推導(dǎo)出了利用橫磁(TM)偏振光和橫電(TE)偏振光在金屬正弦光柵上激發(fā)表面等離子體波的禁帶寬度和中心位置的數(shù)學(xué)解析表達(dá)式，從而找出禁帶寬度和中心位置與光柵形狀的關(guān)系，即和光柵的振幅和柵距的關(guān)系，以及金屬的介電