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表面等离激元(Surface Plasmon,SP)是金属-介质界面处的自由电子在高频电磁波(如光波)耦合作用下集体谐振的一种电子密度波。它具有突破传统衍射极限和局域场增强效应等特点。在光与金属微纳结构和材料的相互作用中,呈现出许多新奇的光学特性,在纳米光学和光电子学及其相关领域表现出了良好的应用前景。本文主要针对以下两个方面进行了一些研究。 首先,我们提出了一种新型的多层介质的金属纳米光栅结构,基于有限时域差分法数值模拟分析,发现这种结构的透射谱在较为平坦的谱宽内出现了半高宽仅为十几个纳米的窄带尖峰,尖峰的形成主要归咎于金属层下的三种谐振模式,即支持透射的二维空腔谐振模式,以及位于尖峰两侧抑制透射的两种面内混合表面等离激元谐振模式。同时,薄金属光栅的零透射率带特性使得这种结构在一定波长范围内具有平坦的透射谱。 其次,我们基于数值模拟分析了带有探针的近场成像过程中金属纳米结构(连续薄膜上孤立的脊状突起和狭缝)的场强分布,发现对于狭缝结构,相邻狭缝间传播性的表面等离激元的干涉使其探针扫描结果在反映无干扰场时受到了严格的条件约束。表面等离激元效应和探针成像过程对偏振态敏感,并且不同的场分量相互关联,使用模型分析部分场分量可以阐明它们之间的联系,同时有助于从探针扫描结果推测无干扰近场成像结果。