论文部分内容阅读
表面等离子体(Surface Plasmons,SPs)是沿着导体表面传播的波,当改变金属表面结构时,SPs的性质,包括色散关系,激发模式,耦合效应等都将发生重大的变化。因此,利用SPs能够实现对光的主动操控,可以设计出新型的光子器件,在亚波长光学,光存储,光激发,显微术和生物光子学等领域都具有广泛的应用前景。
亚波长范围内金属的电磁散射问题超出常规衍射理论的极限,研究该问题的最准确的方法是严格求解Maxwell方程组。时域有限差分法(Finite-DifferenceTime-Domain method,FDTD)是目前最为成功的电磁数值方法之一,具有实现简单,近似较少,精度高,时域计算等特点,在SPs的研究中得到了广泛的应用。
本文第一章首先介绍了SPs的基本性质,然后介绍了SPs的若干重要应用,包括波导芯片,光源,光刻等;第二章介绍了FDTD方法的基本原理,在传统FDTD方法的基础上增加了金属色散模型Drude模型,使得可以模拟金属介质;第三章严格求解了无限长圆柱的散射问题,得到了解析解,并与FDTD方法得到的结果作了一些比较;第四章介绍了金属纳米圆柱对的SPs共振现象以及纳米圆柱阵列的一些传播特性,使用FDTD模拟了基于金纳米圆柱双链结构的SPs波导以及Y分束器:第血章为总结和展望。