文 献 综 述

一：等离激元效应

近年来，等离激元学（Plasmonics）展现出许多独特的物理性质和广阔的应用前景，受到人们的广泛关注。所谓表面等离激元（surface plasmon）,它包括表面等离极化基元（Surface Plasmon Polariton, SPP）和局域表面等离激元（Localized Surface Plasmon, LSP)共振两种。

早在一百多年前，人们就已经认识到金属纳米颗粒在可见光区域内表现出很强的宽带光吸收特征。这种现象实质上是由于费米能级附近导带上的自由电子在电磁场的驱动下在金属表面发生集体振荡，产生所谓局域表面等离激元；共振状态下电磁场的能量被有效地转变为金属表面自由电子的集体振动能。LSP共振在金属钠米颗粒光学性质中扮演者关键的角色。一个非常重要的特性是LSP共振频率与金属颗粒的形状、尺寸、组分有着密切的关系，当粒子尺寸远小于入射光波长时，LSP共振是纯偶极子；对于尺寸较大的颗粒，高阶LSP共振的贡献将会变得更加显著。此外，对于金属纳米颗粒，利用LSP局限在一个很小区域的电场增强效应，可以使得光学过程的效率得到显著提高。

几乎在人们认识金属纳米颗粒对光的选择性共振吸收的同时，对表面等离极化激元（SPP）的基本物理机制也开展了研究。SPP是一种电磁波与自由电子在金属表面上的耦合模式。（如图1）它既非纯的光子模，也非纯的电荷密度波；SPP能够沿着金属表面传播，其传播常数和有效折射率大于介质中的数值，表现为慢波；此外，SPP的电磁场在界面的两侧按指数规律衰减，是一种消逝波；SPP的场在金属表面获得极大的增强。

图1

二、增强透射效应

1998年，Ebbesen等人通过在金属膜引入周期孔阵列，发现即使当波长是孔的直径的十倍时，仍有很强的透射光强，并且透过率超过小孔面积的百分比，也就是说部分入射在小孔外金属膜上的光也投射过去了，这种现象被称为光异常透射现象（EOT），由于透过的光在某些波长得到增强，这一增强投射现象随后引起了人们的广泛关注。