局域表面等离子波 金纳米颗粒 透射谱 消光谱 时域有限差分法FDTD

局域表面等离子波论文：基于表面等离激元效应的金属纳米结构光学特性的研究

【中文摘要】由于表面等离子激元在物理和工程上的潜在应用,其光学性质引起了很大的兴趣。表面等离激元是局域在金属和空气表面由金属中的自由电子的共振激励导致的。近年来光通过孔(包括单个孔和孔阵)的超强透射引起了很大的兴趣和研究,其中表面等离激元有着很重要的角色。亚波长的金属颗粒激励光学共振与电子集体共振关联称为局域表面等离子波。局域表面等离子波的激励导致了消光带的产生。许多的实验研究和理论计算表明这个共振谱,如中心频率、带宽、幅值和谱线形与颗粒的大小、形状、周围介质及晶格常数有关。本篇论文主要包括两方面内容。第一部分是金属光子晶体透射谱特性的研究；第二部分金属纳米颗粒阵列消光谱特性的研究。全文共分为五章：第一章是绪论。简要介绍本论文的及其本论文的研究内容和创新点。主要包括表面等离子体的研究现况及其应用,及其本论文研究的表面等离子体的内容。第二章主要是关于表面等离子体的基本原理和性质,同时也介绍了金属微结构的数值仿真方法。并详细介绍了论文用到的数值仿真方法时域有限查分法(FDTD)的基本原理。第三章描述了等离子体波激发的方式和条件,并用FDTD数值仿真了金属光子晶体透射增强效应,研究了孔的...

【英文摘要】The optical property of the surface plasmon-polaritons(SPP) has invoked a great deal of interest

for many researchers because of their importance in physics and potential applications to engineering. SPP modes are surface waves confined at a metal-dielectric interface originating from the resonant excitation of the free electrons in the metal. Extraordinary transmission of light through nanoholes, including single apertures and aperture arrays, has attracted considerable attention and has been widely invest...

【关键词】局域表面等离子波金纳米颗粒透射谱消光谱时域有限差分法FDTD

【英文关键词】local surface plasma wave gold nanoparticle transmission spectrum extinction spectrum finite Difference Time Domain

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【目录】基于表面等离激元效应的金属纳米结构光学特性的研究摘要4-6ABSTRACT6-7第一章绪论

10-14 1.1 研究背景10-11 1.2 表面等离子体概念

11-12 1.3 表面等离子体的应用12-13 1.3.1 在生物传感方面的应用12 1.3.2 在光学器件方面的应用

12-13 1.4 本论文的研究内容和创新点13 1.5 本章小结13-14第二章表面等离子体原理及数值仿真方法

14-35 2.1 引言14 2.2 表面等离子体的基本原理

14-18 2.3 表面等离子体的数值仿真方法18-34 2.3.1 时域有限查分法19-32 2.3.2 有限元法32-33 2.3.3 矩量法33 2.3.4 离散偶极子法33 2.3.5 边界元法

33-34 2.3.6 格林函数法34 2.4 本章小结

34-35第三章二维亚波长金属孔阵超强透射研究

35-47 3.1 引言35 3.2 表面等离子体激元激元的激发方式35-38 3.3 表面等离子体激元光学器件的四个特征尺式38-40 3.4 二维亚波长金属孔阵超强透射的仿真

40-43 3.4.1 系统模型40 3.4.2 金属介电常数

40-43 3.5 各种参数对超强透射的影响43-45 3.5.1 孔大小43 3.5.2 孔周期43-44 3.5.3 厚度的影响

44 3.5.4 填充物质44-45 3.5.5 基底的影响

45 3.6 透射增强的机理45-46 3.7 本章小结

46-47第四章金属纳米颗粒阵列消光谱特性的研究

47-58 4.1 引言47-48 4.2 纳米颗粒的等离子体激元共振48 4.3 单个金属颗粒的光学特性48-50 4.4 金属纳米颗粒阵列的仿真模型50-51 4.5 各参数对金属纳米颗粒阵列消光特性的影响51-57 4.5.1 基底对消光谱的影响

51-54 4.5.2 颗粒形状对消光谱的影响54-57 4.6 本章小结57-58第五章总结与改进58-60 5.1 总结

58-59 5.2 改进59-60参考文献60-64攻读硕士学位期间发表的学术论文64-65致谢65