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摘 要

相位和振幅是光的两个重要物理特性。如何准确控制光的相位和振幅是研究光学的一个重要环节。

一个传统方法改变光的相位和振幅是依靠折射率的空间调制和光的远场干涉效应。而本课题则是利用入射光在经过双层金属薄膜结构时偏振的正交分解、近场耦合和叠加效应来实现近场和远场干涉效应。通过改变双层金属薄膜结构和物理参数来改变透射光的相位和振幅，从而进行偏振干涉的理论研究。本课题中，我们选择通过改变双层金属薄膜结构之间的距离以及改变其中一个单层金属薄膜上的矩形孔的相对位移来调控出理想的相位和振幅，实现等离激元偏振干涉。最终通过模拟和解析计算来确定出射光场强与双层金属薄膜结构相关参数之间的关系。

关键词：双层金属薄膜结构;等离激元偏振干涉；出射光强

ABSTRACT

Phase and amplitude are two important physical properties of light. How to precisely control the phase and amplitude of light is an important link in the study of optics.

A traditional method to change the phase and amplitude of light depends on the spatial modulation of the refractive index and the far-field interference effect of light. In this study, the near-field and far-field interference effects are realized by using the orthogonal decomposition, near-field coupling and superposition effects of the polarization of the incident light passing through the double-layer metal film structure. The phase and amplitude of the transmitted light are changed by changing the structure and physical parameters of the double layer metal film. In this project, we choose to adjust and control the ideal phase and amplitude by changing the distance between the double-layer metal film structures and the relative displacement of the rectangular hole on one of the single-layer metal films, so as to achieve the polarization interference of equal-separation exciters. Finally, the relationship between the radiation intensity and the related parameters of the double layer metal film structure is determined by simulation and analytical calculation.

Key words:double layer metal film structure; isometric polarization interference；output light intensity

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

目录 III

第一章 绪论 1

1.1、表面等离激元简介 1

1.2、等离激元研究领域与前景应用 1

1.3、等离激元材料 1

1.4、超材料的调控机理 1

1.5、干涉现象与干涉仪及相关的干涉原理 2

1.6、等离激元干涉 3

第二章 基于CST软件的使用及模型的建立 5

2.1、课题需要研究或解决的问题 5

2.2、数值计算的具体操作步骤 5

第三章 利用CST软件基于矩阵孔阵列偏振片的模拟分析 15

3.1 利用CST软件建立矩阵孔阵列结构 15

3.2利用CST软件计算出透射场强 16

3.3透射率与结构参数之间的关系。 17

第四章 模拟和解析计算的对比 23

4.1理论解析 23

4.2模拟计算结果比对 23

第五章 结论 26

参 考 文 献 27

致谢 29

第一章 绪论

1.1、表面等离激元简介

表面等离激元存在有两种形式,一种是传播型的,通常直接称为表面等离激元；一种是局域型的,被称为局域表面等离激元[1]。

在现代信息技术飞速发展的今天，随着表面等离激元理论硏究和现代微加工技术的进步,对于微型化和高度集成化器件的要求越来越高。并且由于表面等离激元拥有近场增强、短波长、表面受限等独特的光学特性，使得其在光学各领域应用中具有巨大的潜力。

1.2、等离激元研究领域与前景应用

目前，随着表面等离激元理论的深入研究，国内关于表面等离激元相关的研究已经涉及传感器件及其它一些应用技术。由于表面等离激元技术的不断深入研究以及应用领域的扩大,表面等离激元已经成为当前的热点研究领域之一[2]。

1.3、等离激元材料

传统的金属表面等离激元材料如金和银等材料一般都具有某些缺点[3]。因此,如果金属充当表面等离激元材料,则会有一定的缺陷。这些缺陷在一定程度上阻碍了表面等离激元材料的广泛应用，使得表面等离激元技术无法突破到更深的层次。基于这些问题,研究新型的表面等离激元材料势在必行[4]。

1.4、超材料的调控机理

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