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随着微纳加工和表征技术的迅速发展，表面等离子体(Surface Plasmon，SP)在亚波长金属结构中的一系列新奇光学现象相继被发现，例如SP短波长传输、局域耦合共振等。利用SP在亚波长尺寸空间的电磁特性行为，构建具有独特光学特性的超衍射人工电磁材料，实现超分辨成像光刻、超分辨显微、超高密度光存储、纳米传感等，逐渐成为近年来光学领域的研究热点。研究表明，特殊设计的金属-介质多层膜材料具有倏逝波放大、光波空间频谱操控、定向耦合传输等光学特性，成为一种可在光频段实现电磁波超衍射传输的新型人工材料，为超分辨成像、显微等光学领域开辟了新的研究思路。 本文以研究金属-介质多层膜材料中光波传输行为特性为出发点，开展了光频电磁波超衍射传输结构材料设计、计算分析和实验表征分析方法的研究。论文主要研究工作有: 1.利用光学Bloch物理模型，理论研究光波在金属-介质多层膜材料中的传输和空间频谱滤波的机理规律、影响因素。结合等效介质理论(Effective MediumTheory，EMT)、严格耦合波理论(Rigorous Coupled Wave Analysis，RCWA)等电磁计算方法，分析得到实现倏逝波带通滤波窗口的超衍射人工电磁材料设计方法。 2.设计了紫外和可见光频段的超衍射传输人工材料，结合亚波长光栅结构，实现特定横向波矢分量（如kx=2.51k0）或特定纳米尺度倏逝深度（如Lp=23nm）的SP倏逝波光场的激发，并计算和分析了它们在提高超分辨成像分辨力性能和实现纳米尺度表层显微成像的潜在应用。利用介电常数相匹配的金属-介质薄膜结构SP耦合放大效应，提出增强SP超衍射人工电磁材料透射效率的方法。 3.利用超衍射传输人工材料双侧表面加载亚波长光栅结构，提出一种光波在材料中超衍射传输特性的远场实验表征和分析方法。实验观测到1.83k0～2.6k0横向波矢范围的倏逝波超衍射传输效果，验证光波在材料中的带通滤波传输特性。