共振表面等离子激元光场增强的纳米结构优化研究

摘要

当光照射在纳米结构的金属表面时，可激发形成表面等离子激元，共振的表面等离子激元对光场有捕获放大的作用。同时，不同的纳米结构对光场的放大作用是不同的，纳米结构的形状、材料和尺寸等因素都会影响表面等离子激元共振效应的明显程度。
　　本论文详细介绍了共振表面等离子激元光场增强的相关概念及原理，并利用FDTDSolutions软件模拟光场和纳米结构之间的相互作用。主要围绕球型纳米结构和柱型纳米结构展开优化研究，球型纳米结构包括单球体、双球体、双椭球体和双半球体，柱型纳米结构包括普通圆柱体、椭形圆柱体和空心圆柱体，并分别研究分析各形状、材料和尺寸等因素对光场增强的影响，最后得到最大场增益时的最优纳米结构参数。
　　通过模拟仿真运算，发现单球体纳米结构对光场的放大作用并不明显，双球体纳米结构、双椭球体纳米结构和柱型纳米结构均能使光场增益约3个量级。