亞波長金屬結(jié)構(gòu)中表面等離子體相關(guān)光學問題的研究.pdf

1、亞波長金屬結(jié)構(gòu)中表面等離子體(Surface Plasmons,SPs)效應及其應用是當前納米光子學領(lǐng)域的研究熱點之一,在亞波長光學、光存儲、光激發(fā)、顯微術(shù)和生物光子學等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景.表面等離子體亞波長光學(Surface Plasmon Subwavelength Optics)作為近場光學的新興分支,正在蓬勃發(fā)展.本論文運用自主開發(fā)的二維色散時域有限差分法(2D-Dispersive FDTD Method)仿真軟件,重點

2、研究了亞波長金屬結(jié)構(gòu)中表面等離子體的物理機理并提出了一些新的應用設(shè)想.工作內(nèi)容包括亞波長周期性金屬結(jié)構(gòu)SPs的機理研究,亞波長周期、非周期性金屬結(jié)構(gòu)SPs的應用基礎(chǔ)研究三部分.本論文的創(chuàng)新點主要包括:1.首次發(fā)現(xiàn)了亞波長金屬狹縫陣列結(jié)構(gòu)中表面等離子體諧振模式SPM的類Fabry-Perot效應,揭示了該結(jié)構(gòu)表面等離子體諧振和波導諧振模式在物理本質(zhì)上的一致性,全面描述了SPs對該結(jié)構(gòu)光學特性和能量耦合傳輸過程的影響.2.首次運用FP皆振效

3、應合理解釋了新型SDMG平面起偏器的工作機理,并由此指出,在一定帶寬范圍內(nèi),實現(xiàn)雙波段起偏是可能的.該工作對新型起偏器件的研制具有較高的指導意義.3.提出了一種近場超分辨光刻的新方案:SPs干涉完美成像(PL+SPRINT)技術(shù).該方法不僅保持和SPRINT相當?shù)目臻g刻寫分辨率,還具有比SPRINT更大的空間容忍度,具有更高的實用價值.4.提出了一種新型的多狹縫平面金屬透鏡,合理的參數(shù)設(shè)計可使該結(jié)構(gòu)在較長的傳輸范圍內(nèi)保持對出射光束的聚焦