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随着纳米技术的发展,引发了对纳米光学(nano-optics)与纳米光子学(nanophotonics)的热烈研究。表面等离子体(surface plasmon)是存在于金属与电介质界面上的表面电磁波,其模式仅局限在金属表面附近,在局部微纳金属结构处可形成高度增强的近场倏逝波；对于透射元器件,可在透射面形成透射增强效果,因而受到了人们极大的关注,成为目前研究的热点。表面等离子体共振有两种共振模式,一种是金属的表面等离子体共振,其体现了表面等离子体激元(SPPs)的性质；另一种是局域性表面等离子体共振,其体现了局域表面等离子体(LSPR)的性质。因此,基于SPPs的形成及传播特性,研究出亚波长结构中基于SPPs的纳米光子器件；基于LSPR的场局限作用,表面等离子体共振(SPR)会被局限在微小金属结构表面或附近区域。根据这两方面的特性,本论文主要从以下两方面进行研究,其一是研究纳米圆环表面等离子体透镜的聚焦成像,其二是研究纳米线阵列表面等离子体透镜实现负折射。本文主要内容：1.为了研究基于表面等离子体的超分辨成像效果,本论文研究了基于纳米圆环等离子体透镜聚焦模型,金属材料分别是铝、金跟银。文中使用时域有限差分方法(FDTD),利用专业软件FDTD Solutions进行仿真,综合计算和分析了表面等离子体透镜的聚焦性质。仿真与理论分析结果表明,由于SPPs的作用,此圆环结构可实现光聚焦成像,并且聚焦强度较高；同时,当孔径跟材料改变时,光的传播性质及聚焦成像效果也随之变化,并且铝材料的聚焦性质比金和银的都要好。这些特征足以表明铝材料可以用于纳米光刻的超高分辨衍射成像。2.为了研究能实现负折射现象的等离子体透镜结构,本论文研究了金纳米线阵列结构模型。文中使用同上的软件探索金纳米线阵列的负折射性质,从纳米制造的角度考虑,负折射金属材料工作在可见光波段。通过仿真分析,优化纳米线长度、半径、周期、填充介质折射率和入射波长等参数,并比较了产生的负折射效果,计算了光谱及电场强度,研究结果构证明了纳米线阵列在光波段可以形成亚波长成像。进一步探索了填充材料的折射率改变时,计算得到的电场强度及折射角都与填充材料有紧密关系。