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利用表面等离激元调控光传播的研究

姚洁  
【摘要】:本文主要研究利用金属表面等离激元实现对光传播的调控,重点讨论了金属纳米棒阵列的超分辨成像、纳米光学天线和等离激元诱导透明现象,具体如下: 1、金属纳米棒阵列在可见及近红外的超分辨成像 通过有限元数值仿真,发现表面等离激元共振引起的表面电场增强不利于纳米金属棒阵列的超分辨成像。为了获取最佳分辨率,纳米金属棒应避免发生共振。对于纳米金属线阵列,由于线较长,在所讨论的可见光及近红外区域不存在纵向表面等离激元共振模式,只要损耗在允许范围内,对线的长度没有特别要求。这一结论能够比较合理地解释较短的纳米金属棒阵列和较长的纳米金属线阵列在可见及近红外的超分辨成像的不同,完善了对纳米金属棒阵列可见及近红外成像的认识。 2、U型环纳米光学天线 设计了U型环光学天线,该天线能够使电偶极子的辐射在不同频率处沿不同方向传播。根据一对相互垂直的电偶极子与磁偶极子的辐射方向与位相差的关系,分析了U型环改变电偶极子发光方向的原因。并提出在电偶极子附近增加一对纳米金属短棒来提高整个天线系统的增益和性能。 3、双波段等离激元诱导透明现象 设计了由π型纳米金属颗粒阵列,平面波导和基板组成的超构材料。通过调整不同模式的中心波长,该材料能够实现由入射波偏振方向控制的双波段等离激元诱导透明现象。同时,在入射光偏振沿不同方向时,对应不同透明窗口,金属颗粒附近局域电场分布相似。


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