金屬正弦光柵上表面等離子體波激發(fā)的理論研究.pdf

1、表面等離子體波是沿著金屬表面?zhèn)鞑サ囊环N電磁波。通過表面等離子體波與光場之間的相互作用，能夠?qū)崿F(xiàn)對光的主動控制，當改變金屬表面結(jié)構(gòu)時，表面等離子體波的性質(zhì)、色散關(guān)系，激發(fā)模式和耦合效應(yīng)都會發(fā)生重大的變化。尤其當表面是具有一定的周期結(jié)構(gòu)時，當表面等離子體波與光柵周期滿足布拉格條件時，將會出現(xiàn)光學(xué)能量禁帶。表面等離子體激元(Plasmonics)已經(jīng)成為一門新興的科學(xué)，對它的激發(fā)原理，新穎效應(yīng)以及機制的探究，極大的吸引了研究者的興趣。表面等離

2、子體波具有廣闊的應(yīng)用前景，例如各種表面等離子體元件，納米波導(dǎo)，等離子體光子芯片，耦合器，調(diào)制器和開關(guān)元件，納米光刻技術(shù)和濾波器等等。
　　本文首先介紹了表面等離子體波的概念和存在條件，以及表面等離子體波的相應(yīng)特性。并且研究了利用橫磁(TM)偏振光和橫電(TE)偏振光在金屬正弦光柵上激發(fā)表面等離子體波的全新模式。
　　其次，從金屬光柵局域表面法向方向上電場的分量出發(fā)，進一步分析表面等離子體波的激發(fā)條件，然后在理論上推導(dǎo)出利用橫

3、磁(TM)偏振光和橫電(TE)偏振光在金屬正弦光柵上激發(fā)表面等離子體波的可能性，同時利用Matlab對其進行數(shù)值模擬，并將橫磁(TM)偏振光和橫電(TE)偏振光的激發(fā)模式進行了簡單的比較分析。
　　最后，利用坐標變換，在理論上推導(dǎo)出了利用橫磁(TM)偏振光和橫電(TE)偏振光在金屬正弦光柵上激發(fā)表面等離子體波的禁帶寬度和中心位置的數(shù)學(xué)解析表達式，從而找出禁帶寬度和中心位置與光柵形狀的關(guān)系，即和光柵的振幅和柵距的關(guān)系，以及金屬的介電