稀土元素由于具有丰富的能级和独特的电子结构,使得稀土掺杂发光材料具有发光谱线锐、范围宽、寿命长,以及上转换发光性能优越等特性。借助稀土上转换发光波导,通过对荧光传输和定向发射的调控,可以实现特殊结构光场的发光,在成像、显微检测、激光加工及光通讯等领域有潜在的应用。本论文中,我们利用片上表面等离极化激元,并借助多模式等离激元的相互作用形成的莫尔条纹状的近场分布,实现对稀土上转换发光微米管的近场激发,开发一种操作简单、周期性稳定、可控性强的上转换周期性发光方法。本论文的主要研究内容包括:1.利用水热法合成NaYF4:Yb3+/Er3+微米管,通过湿化学法合成微米银三角片,再借助微操装置将微米管与银片进行组合,构建金属等离激元远程激发稀土掺杂微米管发光的实验体系。实验结合有限元算法对等离激元近场激发稀土掺杂微米管产生周期性发光的现象进行研究。研究发现,在激光激发下银片边缘处上下表面的等离激元会相互作用形成拍频并由边缘发射,同时与反射的等离激元相互干涉形成稳定的莫尔条纹状的近场分布,最后对稀土掺杂微米管进行近场激发,实现周期性发光。2.在上述实验的基础上对激发光的激发位置以及偏振方向进行改变,研究稀土掺杂微米管周期性发光的相关调控。研究结果显示,激发光位置的改变会在银片表面产生不同模式等离激元的分布,与稀土微米管形成不同的耦合角度,使其产生不同模式的发光现象。改变激发光的偏振方向会对稀土微米管的发光强度进行有效的控制,最后结合模拟仿真对实验结果进行了验证。