表面等離激元增益介質(zhì)的初步探索及金屬光柵表面TE偏振光諧振效應(yīng).pdf

1、表面等離激元(Surface Plasmon，SP)是金屬-介質(zhì)界面處的自由電子在高頻電磁波（如光波）耦合作用下集體諧振的一種電子密度波。它具有強(qiáng)烈的局域電磁場增強(qiáng)、突破衍射極限、亞波長局域化等一系列出色的特點(diǎn)，引起了研究者對它的高度關(guān)注。但是由于金屬本征吸收的存在和激發(fā)方式的限制，阻礙了了表面等離激元器件的發(fā)展。針對于此，本文主要對以下兩個(gè)方面進(jìn)行了一些探索和研究。
　　首先，我們通過溶膠凝膠方法探索制備摻鉺二氧化硅薄膜的工藝，

2、以期將其作為補(bǔ)償?shù)入x激元器件損耗的一種增益材料。針對加入不同量比的異丙醇(IPA)溶液，我們分別對成膜質(zhì)量，成膜厚度和簡單的光致發(fā)光效率進(jìn)行了研究，同時(shí)對不同襯底下?lián)姐s二氧化硅薄膜的發(fā)光進(jìn)行了比較。發(fā)現(xiàn)加入異丙醇的量對最后的成膜厚度有一定影響，加入量越多，成膜厚度越薄。同時(shí)加入量過少，成膜質(zhì)量較差（可能出現(xiàn)裂痕），發(fā)光效率也會受到影響。同時(shí)我們借鑒反射譜測量薄膜厚度的方法，利用程序法實(shí)現(xiàn)了對摻鉺二氧化硅薄膜厚度和折射率的測量，具有一定的

3、信服力。最后我們還探索了制備光波導(dǎo)中的光刻工藝和熱氧化工藝，探索了1μm線條的最佳光刻條件，同時(shí)探究了熱氧化厚度和時(shí)間的關(guān)系。
　　其次，針對TE偏振光即橫向電場偏振光無法與金屬表面發(fā)生相互作用的限制，我們在金屬光柵表面引入一層介質(zhì)，讓TE偏振光在改造表面兩邊的磁場分量不連續(xù)，從而TE偏振光可以與金屬光柵結(jié)構(gòu)相互作用。我們通過研究金屬光柵表面的共振效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)它的共振符合布洛赫波的特性并且受耦合相位匹配的限制只存在偶數(shù)階的模式，同時(shí)