介质隔层金属光栅的局域磁共振场增强特性研究

摘要

使用LC等效电路模型和严格耦合波(RCWA)法分析了磁共振局域场增强介质隔层金属光栅的电磁特性,研究了光栅周期、脊宽和介质隔层厚度等参数对磁共振波长的影响。研究表明,当入射光波长为2.38μm时(θ=20°,Λ=800 nm,w=400 nm,h=20 nm,d=30 nm),由于入射光与介质隔层金属光栅阻抗能够很好地耦合匹配,基次磁共振模(MP1)被有效地激发,入射电磁场耦合局域于介质隔层中,使光栅脊下端的磁场强度显著增强;当入射光波长分别减小到1.19μm和0.79μm时,分别激发产生MP2和MP3,对应光栅脊下端出现2处和3处磁共振增强的区域。同时,MP1波长与介质隔层金属光栅的脊宽成正比与光栅周期无关,通过调节光栅脊宽可方便地设计所需的MP1波长,采用LC电路模型设计计算值与RCWA法模拟结果一致,表明该方法是设计磁共振介质隔层金属光栅的一种有效手段。