金属纳米结构表面等离激元特性及Fano共振效应研究

发布时间：2024-12-21 05:03

　　表面等离激元是一种仅仅存在于金属表面的电磁运动模式,是由自由电子与光子的相互作用形成的,具有局域场增强、对环境变化敏感、对光具有选择性吸收和散射等优良的光学性质。表面等离激元已发展成为当前国际前沿研究领域,金属纳米结构因能够支持表面等离激元共振而在微纳光子学领域备受关注。本文设计了不同的金属纳米结构,分别研究了光栅结构局域场增强、可调谐Fano共振以及可调谐表面等离激元诱导透明,主要研究内容包括:（1）利用基于有限元方法的理论仿真软件设计了一二维复合光栅纳米结构。每个结构单元包括一金属短棒和一金属长棒,长棒的左右两侧都挖去一个长方形,形成榫卯结构。研究发现,在平面光波照射下复合光栅的电场主要局域在金属纳米棒之间和榫卯结构内,场增强效应可达3.61×106,该结构比增强系数为4.6×105的传统双棒等离子体光栅有更强的场局域效应。（2）Fano共振一般来源于亮暗模式的耦合作用,据此本文设计了由一金属纳米方形环和两个金属纳米棒组成的金属纳米结构。入射光垂直于放置复合结构的xy平面,计算结果得到半高全宽为36 nm、对比度为87%消光谱,其中该结构Fano共振消光谱的对比度比单棒和方形环组成的...

【文章页数】：50 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 等离子体
    1.2 表面等离激元
        1.2.1 局域表面等离激元
        1.2.2 传播表面等离激元
    1.3 表面等离激元激发方式
    1.4 表面等离激元研究现状
        1.4.1 表面等离激元传感技术
        1.4.2 表面等离激元波导与集成器件
        1.4.3 人工电磁超表面和超材料
    1.5 本文主要内容及结构安排
第二章 复合光栅电场局域效应研究
    2.1 复合光栅结构
    2.2 分析结果
    2.3 本章小结
第三章 复合纳米结构的Fano共振和等离激元诱导透明
    3.1 Fano共振的性质和主要结构
        3.1.1 Fano共振的主要金属结构
    3.2 等离激元诱导透明的主要金属结构
    3.3 复合纳米结构
    3.4 Fano共振计算结果
    3.5 等离激元诱导透明计算结果
    3.6 本章小结
第四章 总结
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：4018446