基于金屬表面等離子共振結(jié)構(gòu)的圓偏振光檢測.pdf

1、偏振光可以分解成左旋圓偏振光和右旋圓偏振光，也可以分解成圓偏振光和線偏振光。在很多應用中需要檢測偏振光中的圓偏振分量，如利用雷達進行目標識別時，采用圓偏振檢測可以提高其識別效率。金屬等離子共振結(jié)構(gòu)為直接檢測圓偏振分量提供了途徑。入射光照射在金屬與介質(zhì)的交界面處形成一種倏逝波，即表面等離子激元。特定尺寸的金屬結(jié)構(gòu)與入射光相互作用形成局域共振。這種光場的局域共振與金屬納米結(jié)構(gòu)的形狀、尺寸、金屬及介質(zhì)材料都有關(guān)。當金屬微結(jié)構(gòu)成螺旋形狀時會對圓

2、偏振光形成共振，從而可以用來檢測圓偏振光。其性能主要與等離子激元的激發(fā)效率、單元之間的相互串擾及圓偏振光和線偏振光的響應差別有關(guān)。本論文針對基于金屬螺旋結(jié)構(gòu)的圓偏振光檢測結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化設計，主要包括以下幾個方面:
　　本文首先研究了等離子激元的激發(fā)效率，通過理論分析得到了金屬-金屬結(jié)構(gòu)和金屬-介質(zhì)-金屬結(jié)構(gòu)在最優(yōu)化尺寸下等離子激元的激發(fā)特性。對于減少單元之間的串擾問題，利用兩個金屬-介質(zhì)-金屬結(jié)構(gòu)激發(fā)的磁偶極子模式相互耦合使得等離

3、子激元傳播具有方向選擇性這一特點，從而為檢測單元之間的串擾問題提供了解決方案。
　　針對金屬結(jié)構(gòu)對圓偏振光和線偏振光響應差別問題，我們提出了采用一個左螺旋結(jié)構(gòu)和一個右螺旋結(jié)構(gòu)作為一個檢測單元的方案。由于左螺旋結(jié)構(gòu)對右旋圓偏振光響應而對左旋圓偏振光不響應，同理右螺旋結(jié)構(gòu)對左旋圓偏振光響應而對右旋圓偏振光不響應。線偏振光入射時，左右螺旋結(jié)構(gòu)對其響應的情況相同。因此，只需要檢測在檢測單元中的兩個結(jié)構(gòu)對偏振光響應的凈差值。當分別以圓偏振光