用邊界元方法研究亞波長金屬光柵的光學特性.pdf

1、自從光波透過金屬薄膜上的亞波長孔徑陣列時會產(chǎn)生超強透射現(xiàn)象被報道以來，具有亞波長金屬光柵結(jié)構(gòu)的光學現(xiàn)象和器件吸引了科學家們越來越多的關注。然而產(chǎn)生這種超強透射現(xiàn)象的物理本質(zhì)在科學界依然存在著爭議。為了揭示產(chǎn)生超強透射現(xiàn)象的本質(zhì)，科學家們首先從縫隙結(jié)構(gòu)進行研究，因為這種結(jié)構(gòu)是孔徑結(jié)構(gòu)中最簡單也最為典型的結(jié)構(gòu)。另一方面，2003年Ebbesen小組又指出超強透射特性與金屬薄膜的幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)有關，而金屬薄膜的幾何參數(shù)為什么會對超強透射特性產(chǎn)生

2、影響將是一個很有意義的課題。本論文基于嚴格的電磁場理論，從最簡單的單縫結(jié)構(gòu)出發(fā)，研究了不同的金屬單縫結(jié)構(gòu)對超強透射的影響。并進而研究了在組成單縫的金屬薄膜上具有浮雕結(jié)構(gòu)的光柵對超強透射的影響即對亞波長金屬光柵的光學特性的研究。主要研究有： [1]針對邊界積分(BIM)方法速度快、精度低，而二次邊界插值(BEM)方法精度高、速度慢的優(yōu)缺點，將二者優(yōu)點相結(jié)合，得到了優(yōu)化邊界積分方法(RBIM)，應用該方法可得到高精度、高速度的數(shù)值模

3、擬結(jié)果。 [2]研究了無限結(jié)構(gòu)的亞波長金屬縫隙的對稱性對透射特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)無論縫的幾何結(jié)構(gòu)如何，在480～750nm的波長范圍內(nèi)存在兩個透射峰，但縫的形狀對透射率的影響不同，對稱和反對稱正弦形曲線縫透射率是矩形縫的兩倍。 [3]研究了亞波長金屬光柵的光學特性?？疾榱瞬煌芷诩安煌瑢ΨQ性幾何結(jié)構(gòu)的光柵的光學特性。詳細討論了周期光柵和非周期光柵及對稱和不對稱結(jié)構(gòu)光柵的透射特性。此研究暗示了在亞波長金屬結(jié)構(gòu)中采用等效折射