亚波长纳米金属结构表面等离子体异常共振传输现象、机理及应用的研究

1998年Ebbesen在实验上首次发现了具有亚波长小孔阵列的非透明金属薄膜对光波的异常传输现象。随后关于表面等离子体亚波长光学的研究引起了人们极大的兴趣，不仅是其背后丰富的物理激发机理，更重要的是其蕴藏着巨大应用价值。然而其产生的机理至今仍然存在争议。本研究结合表面等离子体亚波长光学及电磁场相关理论，针对表面等离子体异常共振及传输现象展开研究，分析调制参数在表面等离子体异常共振及传输中的作用，目的是揭示异常共振及传输的物理机理，进而探讨其在光子学和光电子学中的应用。重点研究：（1）亚波长金属复合周期结构表面等离子体调控研究；（2）亚波长周期性金属结构薄膜共振传输现象、机理调控研究；（3）金属纳米管及阵列、纳米粒子及阵列表面等离子体调控研究；（4）异质结构表面等离子体调控研究。本研究的意义是通过对亚波长纳米金属结构的优化设计，为设计纳米光子器件、光电子器件和光子集成奠定基础。

1998 年Ebbesen 在实验上首次发现了具有亚波长小孔阵列的非透明金属薄膜对光波的异常传输现象，随后关于表面等离子体亚波长光学的研究引起了人们极大的兴趣，不仅是其背后丰富的物理激发机理，更重要的是其蕴藏着巨大应用价值。本研究结合表面等离子体亚波长光学及电磁场相关理论，针对表面等离子体异常共振及传输现象展开研究，分析调制参数在表面等离子体异常共振及传输中的作用，目的是揭示异常共振及传输的物理机理，进而探讨其在光子学和光电子学中的应用。重点研究了五个方面的内容：（1）亚波长金属复合周期结构表面等离子体调控研究；（2）亚波长周期性金属结构薄膜共振传输现象、机理调控研究；（3）金属纳米管及阵列、纳米粒子及阵列表面等离子体调控研究；（4）异质结构表面等离子体调控研究。（5）微纳超材料结构等离子诱导透明及相关特性研究。.本项目研究了复合、异质结构、多种微纳金属光栅，纳米管结构，提出相位共振机理，实现了光通道选择器、滤波器的构建。研究了微纳超材料谐振器的非对称和对称耦合，实现等离子诱导透明特性，提出对称性破缺不是产生等离子诱导透明特性的唯一先决条件，但是它扮演着非常重要的角色。这不仅提高了对于产生等离子诱导透明特性的认识，也进一步加深了对近场等离子相干干涉的理解。.本研究通过对亚波长纳米金属结构的优化设计，为设计纳米光子器件、光电子器件和光子集成奠定基础。