亞波長金屬孔陣列單元結(jié)構(gòu)邊緣尖端特征對表面等離子體效應(yīng)的影響.pdf

1、亞波長金屬孔陣列結(jié)構(gòu)中所展現(xiàn)出的增強光透射現(xiàn)象是表面等離子體光學(xué)中一個重要的研究方向，其在微納光學(xué)、生命科學(xué)工程、能源、通信、軍事等領(lǐng)域都有重大的應(yīng)用價值。本文采用三維時域有限差分方法，探究光與周期性亞波長金屬薄膜微結(jié)構(gòu)相互作用過程中單元結(jié)構(gòu)特征對表面等離子體效應(yīng)的影響，進一步加深對增強光透射現(xiàn)象內(nèi)在物理機制的理解。主要內(nèi)容如下：
　　(1)采用三維時域有限差分方法，數(shù)值模擬位于石英基底上的周期性亞波長三角形金屬薄膜孔陣列結(jié)構(gòu)的

2、EOT特性。結(jié)果表明三角形金屬薄膜孔陣列結(jié)構(gòu)的增強光透射特性主要是受金屬薄膜表面激發(fā)的表面等離子體效應(yīng)的影響，其中可見光波段主要是受金屬微單元結(jié)構(gòu)孔陣列周期P激發(fā)的SPPs模式影響，紅外波段主要是受小孔中激發(fā)的 LSP共振模式影響。同時也發(fā)現(xiàn)周期性亞波長金屬薄膜孔結(jié)構(gòu)對其 EOT特性的影響與入射光的偏振特性、單元孔形狀、單元結(jié)構(gòu)陣列周期、單元孔尺寸等結(jié)構(gòu)參數(shù)有關(guān)。
　　(2)采用三維時域有限差分方法，數(shù)值模擬了位于石英基底上的周期

3、性亞波長圓-尖端孔陣列結(jié)構(gòu)金屬薄膜的增強光透射特性。結(jié)果表明單元結(jié)構(gòu)邊緣尖端特征對表面等離子體效應(yīng)有比較明顯的影響，其中邊緣尖端的角度和邊緣尖端的個數(shù)主要是影響小孔中激發(fā)LSP共振模式的能力，進而影響其增強光透射特性；單元結(jié)構(gòu)邊緣尖端的分布其實質(zhì)就等效于入射光偏振特性的影響。當入射光的偏振角度為0°時，單元結(jié)構(gòu)邊緣尖端沿偏振軸的方向分布，歸一化透射峰峰值最小，沿垂直于偏振軸的方向分布，歸一化透射峰峰值最大，并且伴隨著出現(xiàn)透射峰紅移的現(xiàn)象