1. 研究目的与意义（文献综述包含参考文献）

根据传统的观念，在操纵光子的传输过程中存在着一个基本的约束即衍射极限的限制。新近的研究发现，基于表面等离激元的亚波长光子学[1-3]能够突破衍射极限的约束，并且有可能将光子学纳入纳米尺度，相关的研究正逐渐发展为等离激元学和亚波长光子学，在等离激元芯片、光产生、数据存储、显微技术和纳米印刷技术等方面有着重要的应用。从而，等离激元学和亚波长光子学连接着电子学和光子学，为构筑既拥有纳电子学的尺寸、又兼有介电光子学的速度的新一代信息材料和技术提供科学依据。

1999年 pendry等人提出利用亚波长微结构共振单元作为 ―人工原子，构造具有特殊介电常数和磁导率的超构材料[4-12]，实现对电磁场调控效应。超构材料可以产生传统光学材料所不具备的新奇电磁性质,例如人工磁性、负折射现象、光学隐身等。超构材料在精密仪器、智能控制和通讯系统等领域具有巨大的应用前景。负折射率左手材料和超材料隐身斗篷分别被《科学》评为2003年和2006年的十大科技突破之一。目前，超构材料研究已被拓展到对声和其它元激发的调控领域。毫无疑问，人工带隙材料、超构材料和亚波长微结构等给人们调控光和相关元激发的能带结构和传输性质提供了新的材料体系和物理原理。

随着人们对超构材料和亚波长结构研究的不断深入，相关物理机制的探讨从初始考虑平均效应逐渐深入到研究亚波长结构之间的耦合效应[13,14]，诸多由于近场耦合所导致的新颖性质也逐渐被发现，比如等离激元耦合导致的电磁感应透明、局域共振耦合导致的等离激元力，等等。这些由等离激元共振形成的元激发耦合效应通常还伴随着强烈的局域场增强。在过去的十几年中，等离激元增强拉曼和增强荧光在信号探测和传感等方面取得了很大应用。然而，近场耦合效应衍生出的一些新物理性质，如增强的光子态密度、增强mie散射、增强非线性等，在以前的研究中虽有所涉及，但到目前为止还未形成完善的体系。同时，这些耦合效应可以为人们提供极其丰富的调控超构材料性质（如色散、能带、散射、衍射等）的手段，为在亚波长尺度下进行光子的传输与操控提供多样化的设计途径。随着信息科学和信息技术的发展，亚波长光集成与光处理越来越显示出其重要意义。超构材料和其它具有亚波长特性的体系为光子信息的高效集成提供可能，这种光子信息的高效集成极有可能突破当前电子集成的速度瓶颈，促成人类信息技术的再一次飞跃。此外，超构材料和亚波长微结构的量子性质目前还处于研究的起步阶段，然而从信息技术发展的角度来看，量子信息处理和量子集成技术将是今后的重要发展趋势。

2. 研究的基本内容、问题解决措施及方案

本课题研究二维金属-绝缘体-金属三明治结构的表面等离激元系统。系统的上层结构为火箭状光栅阵列。其单胞在一个方向上是亚波长的，而在与之垂直的方向是超波长的。我们希望通过这种三明治结构的超波长-亚波长结构，获得如下的结果：系统的零级和一个一级衍射会被抑制，而另一个一级衍射却具有超宽带和高效率的反射。

途径：利用CST Micro Studio 仿真软件仿真模拟火箭形超表面的衍射谱、火箭形超表面的电流分布、火箭形超表面的电场分布；