中文摘要：传统天线是一种发射或者接受电磁波的器件,波段覆盖超长波、长波、中波、短波和微波,它在通讯和探测等领域发挥着巨大作用。近年来,天线的概念被拓展到光频波段,由于光频天线能够在微纳尺度上对电磁波进行调控,它在光子探测、光电转化、非线性效应等诸多领域有着长远的应用前景,得到了广泛的重视。纳米技术新近的发展,一方面使得光频天线的实现成为可能,另一方面又迫切需求光频天线进一步发展来推动其他研究。本文提出并且实验上实现了基于纳米小孔的等离激元光频天线阵列,对等离激元光频天线远场辐射的微观机制加以理论和实验分析,并且提供一些调控光频天线远场性质的方法,具体包括以下两个方面的内容：第一,我们系统研究了基于纳米小孔的等离激元光频天线阵列发生远场辐射的微观机制。理论研究表明入射光场、传播型表面等离激元以及阵列中电偶极子间的相互耦合对系统中电偶极子的激发均有贡献,从而影响天线阵列远场辐射性质。我们分别设计了四方点阵和六角点阵以及大小孔间隔排列的阵列,通过分析在不同极化方向和不同入射角度的情况下这些天线阵列的远场辐射性质,证实了上述理论模型。实验上,我们利用磁控溅射镀膜仪在玻璃衬底上制备超薄银膜,再利用聚焦离子束刻蚀的方法,在银膜表面上加工出特定的小孔阵列,并且通过测量远场光谱分别验证了入射光场、传播型表面等离激元以及阵列中电偶极子间的相互耦合的作用。基于有限时域差分的数值模拟结果与实验得到的结果符合较好。该研究为设计和制备新型等离激元光频天线提供了科学思路。第二,我们研究了基于三明治结构的双层光频天线阵列。研究发现,通过调节三明治中间介质层的厚度可以改变结构中等离激元的相互耦合,进而实现控制三明治天线的远场辐射性质,使得辐射峰位相应地发生红移或者蓝移。实验上通过磁控溅射镀膜仪和聚焦离子束刻蚀技术制备样品,利用显微光谱仪对其表征,得到的实验结果与基于有限时域差分的数值模拟结果符合较好。随后我们分析了辐射性质调控的内在机制,发现高频和低频辐射峰分别由电共振和磁共振引起。这一本质差异导致两个辐射峰发生偏移的行为不同。该研究利用等离激元的耦合效应实现了对天线辐射性质的调控。总之,我们从实验和理论两方面揭示了基于纳米小孔的等离激元光频天线阵列发生远场辐射的微观机制,并且利用双层天线阵列系统中等离激元的耦合效应,实现了对远场辐射的调控。研究工作为设计和制备新型光频天线阵列提供了一些思路,在光电子学、发光器件和光调制器等方面具有潜在的应用。