基于表面等離子體激元的金屬聚焦透鏡的成像機(jī)理與優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、表面等離子體激元作為光波與金屬中自由電子相互作用產(chǎn)生的電磁模式，能突破衍射極限實(shí)現(xiàn)亞波長(zhǎng)光電回路的集成。隨著加工的精密化，基于表面等離子體激元的亞波長(zhǎng)光子集成器件在理論和實(shí)驗(yàn)上得到廣泛研究。本文在總結(jié)表面等離子體激元的基本理論和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了亞波長(zhǎng)金屬聚焦透鏡的成像分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 第一部分提出金屬聚焦透鏡模型(金屬雙縫介質(zhì)光柵修飾結(jié)構(gòu))，并分析雙縫和出射面介質(zhì)光柵的物理參數(shù)對(duì)光傳輸?shù)挠绊?。首先針?duì)金屬聚焦透鏡的研究

2、現(xiàn)狀，特別是單狹縫金屬聚焦透鏡存在的問題，闡述了金屬雙縫聚焦透鏡的優(yōu)勢(shì)；其次利用波導(dǎo)色散、衍射光柵和嚴(yán)格耦合波等理論，分析得到了影響表面等離子體激元的有效折射率、光相位關(guān)系和激發(fā)表面等離子體激元共振角的物理參數(shù)。
　　 第二部分優(yōu)化設(shè)計(jì)出多種調(diào)節(jié)焦長(zhǎng)和聚焦偏轉(zhuǎn)的方法，并指出各種方法的相對(duì)優(yōu)勢(shì)。焦長(zhǎng)的調(diào)節(jié)有3種方法：1.改變中間介質(zhì)柱的寬度，相比于金屬單縫結(jié)構(gòu)啁啾表面介質(zhì)光柵的周期，降低了加工介質(zhì)的數(shù)目；2.改變表面介質(zhì)光柵的形狀