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近二十年来,随着纳米科技的发展和近场光学显微镜的发明,光电子领域正经历一场前所未有的巨大变革,新的交叉学科和研究方向不断涌现。金属材料由于其独特的物理特性引起了人们越来越多的关注,并开创了一个全新的研究学科:等离激元学。表面等离子体是局域在金属表面的一种由自由电子和光子相互作用形成的激发态倏逝波。倏逝波富含物体表面的亚波长结构信息,所以倏逝波是研究近场光学的核心内容。随离开物体表面距离的增加倏逝波迅速衰减,不能向远场传输。但如果用小于波长的小孔或颗粒靠近物体表面,可将倏逝波散射到远场,从而实现物体表面的精细结构信息的测量。本文利用适用于理想导体和金属的二维时域有限差分法,编制了Fortran程序数值模拟了TM平面波经附加亚波长结构的狭缝时透射光场的光强分布。本论文首先讨论了改变附加在物体表面亚波长结构的形状和数量,对狭缝的透射光强分布的影响。然后研究了光经带有凹槽的狭缝时的异常透射现象,分析了凹槽结构的几何参数对透射光强的影响。最后引入了Drude模型推导出适合Ag的时域有限差分迭代公式,并数值模拟了光经Ag亚波长结构的光强分布图。全文内容共分五章。第一章主要介绍了表面等离子体的研究背景,表面等离子体的基本理论、表面等离子体波的特征长度和激发方式第二章介绍了数值计算方法时域有限差分法(FDTD)的基本原理以及特点,简单概述了它的发展应用,给出了时域有限差分法完全匹配层吸收边界条件。结合Ag的模型实现了时域有限差分法的仿真程序。第三章采用纳米凹槽的结构,凹槽均匀分布在狭缝两侧,分别研究了凹槽个数、凹槽的深度、相邻凹槽的间距、凹槽宽度和薄膜厚度的变化对透射光场分布的影响,做出光强的灰度图。首先狭缝两侧凹槽的个数从1变化到10,通过长方形结构数量的变化,可以看出光强随着离狭缝的距离的增加而逐渐减弱。然后我们就取狭缝一侧凹槽数量为3,再来研究凹槽个数、凹槽的深度、相邻凹槽的间距、凹槽宽度和薄膜厚度的变化对透射光场分布的影响。取凹槽深度h分别为50nm,100nm,150nm,200nm,250nm,300nm,可以看出h=100nm时光强最大,这是因为从凹槽中释放出来的能量恰好能与狭缝中类F—P腔中的传导膜相耦合。最后讨论了凹槽间距、凹槽的宽度和薄膜厚度对透射光场的影响。第四章引入了Drude模型,编制适合金属散射的时域差分迭代方程,模拟了TM平面波经Ag狭缝时其透射光强的分布,研究了入射波长和狭缝宽度的变化对透射光场分布的影响。第五章总结了本论文的主要内容,制定了后续工作计划。