基于表面等離子體激元效應(yīng)的分光器件研究.pdf

1、表面等離子體激元，是一種混合激發(fā)態(tài)的非輻射電磁波，由入射光子與金屬表面自由電子相互耦合振蕩而被限制在金屬表面上傳播。本文利用表面等離子體激元效應(yīng)，設(shè)計(jì)分光器件并進(jìn)行了研究。
　　主要工作和研究成果包括以下幾個(gè)方面：
　　1.敘述本課題意義，介紹SPPs的發(fā)展和相關(guān)應(yīng)用，重點(diǎn)分析時(shí)域有限差分?jǐn)?shù)值方法，根據(jù)金屬Drude模型理論，計(jì)算金在不同波段的Drude參數(shù)，推導(dǎo)SPPs的色散關(guān)系和特征參數(shù)公式，研究SPPs的激發(fā)原理和主要

2、特性。
　　2.分析Kretschmann結(jié)構(gòu)的SPPs耦合激發(fā)機(jī)制，根據(jù)反射率公式，研究不同激發(fā)角度，介質(zhì)材料選擇和金屬膜厚度等參數(shù)對(duì) SPPs的激發(fā)影響，引入并利用銳度公式得到500nm~1000nm范圍內(nèi)各光波段的最佳參數(shù)組合。
　　在0.6526μm的組合參數(shù)下，仿真Kretschmann三層介質(zhì)模型，驗(yàn)證搜索參數(shù)的正確性；設(shè)計(jì)并仿真0.5904μm，0.6526μm，0.7293μm分光器件，考察分光性能，實(shí)現(xiàn)分光

3、目標(biāo)。
　　3.針對(duì)級(jí)聯(lián)式分光器件結(jié)構(gòu)元較多的缺點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)在Kretschmann標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)中沒(méi)有激發(fā)SPPs的入射光出結(jié)構(gòu)后仍保持原來(lái)傳播方向，確定可將不同波長(zhǎng)的結(jié)構(gòu)元串聯(lián)的分光思路。采用0.6888μm波長(zhǎng)的組合參數(shù)，仿真并研究Kretschmann結(jié)構(gòu)中的SPPs激發(fā)過(guò)程，實(shí)際光傳播路徑和各位置的光強(qiáng)損耗原因。設(shè)計(jì)并仿真0.5904μm，0.6526μm，0.7293μm的串聯(lián)式分光器件，考察分光性能，證明達(dá)到分光目的。