表面等離激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是由納米結構激發(fā)的在金屬-空氣界面?zhèn)鬏旊姶挪?其電場能量幅度值隨著與表面的距離增大而呈指數(shù)衰減,并且能量局域在金屬表面的鄰域內(nèi)。表面等離激元的近場分布對于金屬納米結構表面形貌特征的變化非常敏感,納米尺度的表面微小結構會對整個場分布造成很大影響。利用這一性質(zhì)通過選取特定的金屬納米結構可以實現(xiàn)對于金屬表面電場的調(diào)制。SPPs渦旋場是z方向的電場相位繞中心順時針或者逆時針變化場。因渦旋場相位波前呈螺旋型的分布,使得其攜帶了軌道角動量,在通信領域具有廣泛的應用。激發(fā)SPPs渦旋場的方式可以有納米結構圓環(huán)陣列、阿基米德曲線陣列,也可以有單個納米結構。陣列結構具有尺寸較大而且復雜的缺點,單個具有納米結構尺寸小,可以在納米光學元件中高度集成。本文采用有限元分析方法模擬菱形槽納米天線結構激發(fā)的表面等離激元電場分布。設計菱形、橢圓形、矩形、回線形四種單個納米結構,雙菱形結構,菱形圓環(huán)陣列結構。研究這些結構在不同的偏振光入射下激發(fā)表面等離激元渦旋場的電場分布。當菱形納米結構長對角線與x軸正方向夾角為45°時,分別用偏振為x和y方向的偏振光入射,可以得到順時針旋轉(zhuǎn)和逆時針旋轉(zhuǎn)的渦旋場。分析雙菱納米結構間距、入射光波長和結構取向角對耦合效率的影響,間距為350 nm時,波長為528 nm下最高。研究圓環(huán)排列的菱形納米結構,在不同入射光偏振態(tài)下,菱形幾何角度對等離激元渦旋場的耦合效率的影響。
【學位單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TB383.1

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本文編號：2820670