介質(zhì)膜下亞波長金屬狹縫結(jié)構(gòu)異常透射性的研究.pdf

1、在Ebbesen發(fā)現(xiàn)不透明金屬薄膜上亞波長孔徑陣列的增強(qiáng)透射效應(yīng)之后,電磁波在金屬亞波長結(jié)構(gòu)中的傳播特性及其機(jī)理的研究,為金屬薄膜中控制光子運(yùn)動提供了有力的工具,并逐漸成為研究的熱點問題。其中一維亞波長金屬光柵異常透射在光伏產(chǎn)業(yè)和LED照明等方面具有十分廣闊的應(yīng)用前景。
　　 本論文主要利用時域有限差分方法(FDTD)針對TE波激勵下帶有電介質(zhì)覆層的周期性亞波長一維金屬狹縫的異常透射問題,系統(tǒng)研究了電介質(zhì)覆層及其金屬狹縫結(jié)構(gòu)各參

2、數(shù)變化對透射特性的動態(tài)影響,并對其透射增強(qiáng)現(xiàn)象的物理機(jī)制進(jìn)行了分析,建立了柱面表面波理論,得到了異常透射主要是來自于金屬／電介質(zhì)界面的電荷振蕩的重要結(jié)論。
　　 本論文的主要研究工作及成果如下:
　　 (1)利用時域有限差分法,對TE偏振光(電場平行狹縫方向)激勵下,電介質(zhì)覆層厚度與金屬薄膜厚度變化時,帶電介質(zhì)亞波長一維金屬光柵的光場分布進(jìn)行了數(shù)值模擬實驗。根據(jù)金屬表面電荷分布理論和表面波理論對此現(xiàn)象進(jìn)行了物理機(jī)理分析,

3、通過分析可以得出在金屬狹縫處產(chǎn)生柱面表面波,這種表面波可以突破衍射極限,從而引起異常透射；并且根據(jù)Ag的表面電荷分布及其激發(fā)機(jī)理分析,得到了透射峰位置與介質(zhì)覆層厚度變化的動態(tài)響應(yīng)以及金屬薄膜厚度改變時透射率與波長變化的動態(tài)關(guān)系,確定了柱面表面波是該異常透射現(xiàn)象產(chǎn)生的一個重要因為。
　　 (2)在TE波激勵下,加電介質(zhì)的亞波長周期性金屬薄膜狹縫結(jié)構(gòu)中,主要針對單縫結(jié)構(gòu)進(jìn)行光場模擬,得出單縫結(jié)構(gòu)具有異常透射現(xiàn)象,異常透射來自于表面共