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通过金属平板表面的四波混频过程,在其倏逝波区可以激发表面等离子体,通过调节参与四波混频过程入射光的入射角,可以调制所激发的表面等离子体的方向,从而激发出定向的表面等离子体。金属具有高反射性,其四波混频过程的转换效率较低,激发表面等离子体的效率也低。基于此问题,本论文以提高金属平面四波混频的转换效率为出发点,以增强金属平面四波混频信号强度为目的,对影响金属四波混频过程的因素进行深入的分析,论文主要包括以下几个方面的内容:首先,研究了金属平面四波混频信号的解析解。从麦克斯韦方程组出发,结合光与物质作用方程,得到金属平面四波混频信号满足的微分方程;通过对微分方程的分析,得到了金属平面四波混频信号解电磁场解析解的一般表达式;结合具体的边界条件,分析了金属平面非简并四波混频过程具体边界条件下解的具体形式。分析了影响金属平面四波混频信号强度分布的因素。从金属平面四波混频信号电场解析解出发,通过数值模拟,分析了影响四波混频信号强度的因素,计算了四波混频信号强度随着入射光入射角的分布,通过入射角对四波混频信号强度影响的分析,得到表面等离子体激发的最佳激发角,提高了表面等离子体的激发效率;分析各向同性金属中χ1111、χ1221、χ1212、χ1122对TM模式和TE模式四波混频信号强度的分布的影响;分析了偏振角对四波混频强度的影响。设计两种金属纳米结构,来增强四波混频信号的强度,以提高金属四波混频的转换效率。一种是在金属的界面上加入一层薄介质层,另一种是通过减小金属薄膜的厚度。分析了介质-金属结构下四波混频信号强度的增强因子,得出TM模式的633nm四波混频信号光强度比厚金属平面四波混频信号强度可增大两个数量级;分析了金属薄膜厚度对四波混频信号强度的影响,得出20nm厚的金属薄膜四波混频的强度是厚金属平面四波混频强度的6倍多,优化52nm金属薄膜的表面等离子体的最佳激发角,此时金属薄膜表面等离子体的强度是金属平面表面等离子体强度的2倍多。