表面等離激元具有突破衍射極限,增強(qiáng)局域電磁場等優(yōu)點(diǎn),是實(shí)現(xiàn)納米尺度的光學(xué)控制的有效手段,所以被稱為是理想的納米集成光子學(xué)器件的載體�；诒砻娴入x激元的光學(xué)器件在理論和實(shí)驗(yàn)上都已經(jīng)得到證明,這說明表面等離激元將在納米科學(xué)技術(shù)方面發(fā)揮重要的作用。近年來,Spaser因可以產(chǎn)生相干的納米級場,具有包括納米級光刻,超快光子納米電路的制造,單分子生化傳感和顯微鏡等廣泛應(yīng)用,而成為研究熱點(diǎn)。人們對Spaser研究主要在于本身特性的研究,比如降低閾值,增大Purcell因子,和在生物方面的應(yīng)用等。而表面等離激元的暗態(tài)是降低閾值的一個重要手段。它的一個重要優(yōu)點(diǎn)是它們不會發(fā)生輻射損失,亮模式的這種損失將導(dǎo)致激光器擁有更高的閾值。因此暗態(tài)具有許多潛在的應(yīng)用,如光電探測器,納米振子和非線性光學(xué)等方面。本論文從理論上展示了基于梯形納米環(huán)的暗態(tài)四極表面等離激元模式的Spaser,然后研究了基于周期結(jié)構(gòu)的表面等離激元激光。主要研究結(jié)果如下:（1）梯形環(huán)的暗態(tài)四極模式可以在正入射時被激發(fā),這是由分布在納米環(huán)左側(cè)和右側(cè)的兩個不同偶極子的相反相位引起的。通過計(jì)算改變結(jié)構(gòu)參數(shù)d_s和h₀

【文章來源】：山東師范大學(xué)山東省

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-2兩種類型的等離子體納米結(jié)構(gòu)在入射光的電場和波矢的激勵下的示意圖

山東師范大學(xué)碩士學(xué)位論文6面等離激元，相關(guān)情況具體如圖1-4[25]。圖1-4金屬鋁膜上刻蝕光柵結(jié)構(gòu)激發(fā)表面等離激元。棱鏡內(nèi)全反射消逝場（ATIR）主要是基于高折射率棱鏡去補(bǔ)償波矢。光波棱鏡全反射，在發(fā)生全反射界面處會有一部分的倏逝場會穿透而進(jìn)入到另一側(cè)金屬中去。從理論分析可知，倏逝場和全反射光的波矢相一致，這種類型激元的波矢和入射光波矢的平行部分分量匹配，這樣就可激發(fā)出表面等離激元。這種類型耦合機(jī)制的結(jié)構(gòu)有很多種，常見的如圖1-5，此外還有層Kretschmann結(jié)構(gòu)[26]。而這種類型的激發(fā)模式也有多種，以上模式外，還有近場光學(xué)探針激發(fā)，如圖1-5。圖1-5：(a)Kretschmann結(jié)構(gòu)，(b)雙層Kretschmann結(jié)構(gòu)，(c)Otto結(jié)構(gòu)；(d)近場光學(xué)探針激發(fā)。目前關(guān)于表面等離激元研究在不斷深入，且很多新激發(fā)模式也不斷的研發(fā)出，光纖探針耦合激發(fā)受到廣泛關(guān)注[27]。Tong課題組利用光纖制備了納米探針，基于此探針的倏逝場來耦合銀納米線和半導(dǎo)體納米線，相關(guān)情況如圖1-6[28]。分析此圖可知單根銀納米線的表

(a)Kretschmann結(jié)構(gòu)，(b)雙層Kretschmann結(jié)構(gòu)，

【參考文獻(xiàn)】：
博士論文
[1]基于表面等離激元的微納光子器件設(shè)計(jì)[D]. 張璇如.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014

碩士論文
[1]共振表面等離子激元光場增強(qiáng)的納米結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 田野.長春理工大學(xué) 2012



本文編號：3418156