表面等離子體激元（Surface plasmon polaritons,SPP）,是電磁波與金屬表面集體震蕩的自由電子發(fā)生耦合形成的二維束縛波,沿著金屬-介質(zhì)界面?zhèn)鬏?場強(qiáng)在垂直于界面方向的兩側(cè)物質(zhì)中指數(shù)衰減。其特點(diǎn)是具有更短的有效波長,場分布空間局域性,可突破衍射極限限制,并對金屬結(jié)構(gòu)形狀、介質(zhì)材料屬性、入射光偏振態(tài)等十分敏感,在亞波長光學(xué)、超高密度光存儲、超分辨顯微成像、微納傳感探測以及新能源等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用潛力。對于被同種絕緣介質(zhì)包被的金屬,當(dāng)金屬的厚度很�。◣资{米）,金屬-介質(zhì)上下兩個(gè)界面的表面等離子波會(huì)相互耦合,振蕩得到加強(qiáng),能夠傳播較長的距離,這種結(jié)構(gòu)叫做長程表面等離子體（Long range surface plasmon polaritons,LRSPP）波導(dǎo)。與單個(gè)金屬-介質(zhì)界面的SPP波相比,LRSPP波的傳輸損耗較小,模場尺寸較大,易與單模光纖耦合,可同時(shí)傳輸電信號和光信號,可應(yīng)用于光通信、數(shù)據(jù)傳輸、生化傳感等領(lǐng)域。本文主要研究基于表面等離子體效應(yīng)的聚合物光波導(dǎo)器件,包括長程表面等離子體光波導(dǎo)片上光信號處理器件、基于等離子體增強(qiáng)效應(yīng)的波導(dǎo)模間干涉位移傳感器、... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

金屬-介質(zhì)界面的SPP波[38]

1 1 2……………………面束縛條件，得到 Re(k1) > 0，Re(k2) > 0。那么 A1=0，進(jìn)而得到屬-介質(zhì)界面上只支持 TM 模式的 SPP 波，不存在 TE 模式的基于表面等離子體色散方程計(jì)算的金-介質(zhì)界面上表面等離的參數(shù)如下：ε = 9.1，ωp= 1.12×1016rad/s，γ = 2.11×1014s，SPP 色散曲線位于光波色散曲線的右側(cè)。對于相同的光頻應(yīng)介質(zhì)中光波波矢。當(dāng)光波頻率增加時(shí)，兩者之間的差值也滿足波矢匹配條件，需要借助棱鏡等輔助結(jié)構(gòu)來激發(fā) SPP 波，表面等離子體主要具有如下的基本性質(zhì)：只存在于介電常料的界面上；具有很強(qiáng)的局域場增強(qiáng)效應(yīng)；沿著金屬-介質(zhì)存在損耗，傳播距離有限；場強(qiáng)沿垂直于界面的方向在兩側(cè)的光頻率，SPP 波矢比光波波矢大；SPP 只支持 TM 模式的形狀、介質(zhì)材料屬性、入射光偏振態(tài)等十分敏感。

（a）Kretschmann結(jié)構(gòu)；（b）Otto結(jié)構(gòu)激發(fā)SPPs

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3494894