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表面等离子体(Surface Plasmons,SPs)是沿金属表面传播的波,通过改变金属的表面的结构,SPs的特性包括色散关系,激发模式以及耦合效应等,尤其是和光的相互作用都可以实现调控。本文采用时域有限差分法(FDTD),研究了金属纳米结构的表面等离子体共振的基本物理机理和调控机制。 本论文的工作主要包括以下三个方面: 1.研究引入金属板对Z字形金属狭缝阵列的光传播的影响。发现通过改变金属板的几何参数可以很容易调节表面等离子体共振峰和FP共振峰,而且金属板的引入还激发了另一种共振模式FP-SPP耦合模。当变换金属板的位置时,可以引起这种耦合模的红移而FP共振峰却未发生移动,这就更好的证明了FP-SPP耦合模理论。同时金属板位置的变动引起了FP模式的劈裂,进而产生了一个明显的波谷,相共振理论很好的解释了这一现象。这个结构在光开关和滤波器方面有潜在应用。 2.设计了对项耦合方式、背向耦合方式以及对顶和背向组合方式的三种不同结构。对比第一种和第二种组合方式的透射谱可以发现二者均可产生法诺共振并且形成一个类EIT窗口,但后者产生的透射窗口效果更好。结合了两种耦合方式的组合结构产生了四重法诺共振。改变耦合距离时,三种耦合方式的透射谱出现了类似的变化。 3.比较了C形SRR和U形SRR组成结构的法诺共振特性。讨论了方向和耦合距离对透射谱的影响。结果发现:方向不同时,透射情况完全不同。耦合距离改变时,仅偶极子共振模大幅度红移。由改变组合方式而带来的不同透射特性可用于制作各种光子器件。图27幅,参考文献113篇。