亚波长金属光栅与等离子波导的光传输特性研究

表面等离子激元是局域在金属表面的自由电子和外部光子相互作用而形成的一种电磁表面波。近年来，亚波长金属结构中表面等离子激元的物理特性研究已逐渐成为纳米光学前沿领域的研究热点之一。本文设计提出了一种由金属-介质交替排列组成的新型多层膜光栅结构，一种新型周期性亚波长双缝阵列（在每个光栅周期内含有两个宽度相同但填充介质不同的亚波长金属缝）复合金属光栅，一种双层复合金属光栅结构（由两个相同的单层周期性亚波长双缝阵列复合金属光栅级联组成），和一种含环形谐振腔的等离子波导结构，基于自主开发的适用于计算含金属色散介质的时域有限差分程序，在可见光和近红外线波段，研究了这几种亚波长金属光栅（周期性结构）的光传输特性和耦合表面等离子激元模在这种含环形谐振腔的等离子波导（非周期性结构）的传输属性，理论分析了表面等离子激元在这些结构中激发和传播的规律。