基于表面等离激元的多层纳米结构研究

发布时间：2025-07-18 22:32

　　表面等离激元是当光照射到金属表面上,在特定条件下,介质和金属表面出现的一种特殊电磁波,它在水平方向沿着金属和介质交界面传播,在与金属表面垂直的方向上则是以指数形式不断减弱。与一般电磁波不同的是,表面等离激元具有高度局域性,能够产生许多新现象和新应用。例如:光照射到刻有亚波长周期阵列孔的金属薄膜上的透射增强特性。表面等离激元可突破衍射极限,这有利于传统光学器件的进一步发展,为更加精密的光学器件的研发和集成提供了可能性,是表面等离激元备受关注的重要原因之一。正是因为这个特性,表面等离激元在纳米级的光子器件、数据采集存储器件和新型纳米材料的发现和测试方面有着巨大的应用前景。本文主要对“金光栅和三层波导组成的纳米系统”、“金属帽/介质球/金属光栅”和“SiO₂/等离子体/真空”三种多层结构进行研究,旨在深入探究表面等离激元在的性质和工作机理,为这三种结构在电磁波透射增强的应用提供理论基础。本论文主要分为五个部分:在第一章,首先阐述了表面等离激元的物理意义,介绍了表面等离激元的基本性质、发展历程和应用领域。在第二章,介绍了论文所采用的研究方法,时域有限差分方法,包括它的差分方...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
引言
1 表面等离激元
    1.1 表面等离激元的发展历史
    1.2 表面等离激元的性质
        1.2.1 表面等离激元的色散关系
        1.2.2 表面等离激元的激发
        1.2.3 表面等离激元的局域增强特性
        1.2.4 金属介质的介电常数
    1.3 表面等离激元的应用
        1.3.1 化学生物传感器
        1.3.2 光波导方面的应用
        1.3.3 高分辨率成像
2 数值模拟方法—FDTD
    2.1 时域有限差分法的基本方程和Yee元胞
    2.2 数值稳定性条件和误差分析
    2.3 计算区域设置
    2.4 激励源的类型和设置
    2.5 时域有限差分法的边界条件
        2.5.1 吸收边界条件在介质中的传播特性
        2.5.2 介质层的设置
3 可见光和近红外区域超窄电磁诱导透明研究
    3.1 研究背景介绍
    3.2 结构和理论
    3.3 结果和讨论
    3.4 本章小结
4 金属帽/介质球/金属光栅结构的增强光透射研究
    4.1 增强光透射介绍
    4.2 结构模型和模拟方法
    4.3 结果和讨论
    4.4 本章小结
5 基于表面等离激元的真空/等离子体/电介质结构的研究
    5.1 研究背景介绍
    5.2 结构和理论
    5.3 结果和讨论
    5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢



本文编号：4057531