銀膜-增益介質界面處表面等離子體激元的增益放大特性.pdf

1、國內圖書分類號：O439學校代碼：10213國際圖書分類號：535.8密級：公開理學碩士學位論文理學碩士學位論文銀膜增益介質界面處表面等離子體激元的增益放大特性碩士研究生：關立群導師：孫秀冬教授申請學位：理學碩士學科：光學所在單位：理學院答辯日期：2011年6月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學哈爾濱工業(yè)大學理學碩士學位論文I摘要表面等離子體激元（surfaceplasmonpolaritons，簡稱SPPs）是一種發(fā)生在金屬與電介質界面處自

2、由電子集體振動模式。它能夠把光波限制在遠小于波長的尺度內傳播，打破了傳統(tǒng)光學衍射極限，從而為實現(xiàn)高集成度的光電子芯片奠定基礎。但是，金屬在可見光波段強烈的吸收損耗大大縮短了SPPs的傳播距離，從而大大降低了SPPs器件的品質因子，這嚴重阻礙了基于SPPs的器件和系統(tǒng)的應用研究。本文從理論和實驗兩方面研究了金屬薄膜和增益介質薄膜界面處SPPs的傳播特性，期望能夠在泵浦光作用下通過增益介質的放大作用實現(xiàn)SPPs的增益放大，從而克服SPPs的

3、傳播損耗。該工作對于主動SPPs器件的研發(fā)具有重要的參考價值。本文構建了棱鏡金屬增益介質系統(tǒng)，通過衰減全反射法在銀膜和介質膜界面處激發(fā)SPPs，并研究了解耦合的反射光波的性質。運用傳輸矩陣方法，數(shù)值模擬了系統(tǒng)反射率曲線隨增益的變化情況。當增益大于損耗時，反射率曲線在共振角處出現(xiàn)一個尖峰，此時SPPs在界面的傳輸距離隨增益增加而增加。自行制備了棱鏡銀膜摻雜R6G的PMMA樣品，利用632.8nm的連續(xù)光測量了系統(tǒng)衰減全反射曲線的形狀，給出