安徽师范大学物理与电子信息学院 查射曦 赵小童 王壬德

Otto棱镜结构下银的SPP特性研究

安徽师范大学物理与电子信息学院 查射曦 赵小童 王壬德

【摘要】随着表面等离激元（Surface Plasmon Polaritons，SPP）一些独特光学性质的发现，使得表面等离激元在表面拉曼增强、超分辨率成像、太阳能电池、生物传感器等方面都有着重要的应用前景。本文主要研究金属银在Otto棱镜结构下的SPP特性：SP共振角，SP共振曲线以及SP共振电场图。

【关键词】表面等离激元；Otto结构；银；SPP特性

1.引言

表面等离激元［1］（Surface Plasmon Polaritons，SPP）是金属表面的自由电子与入射电磁波耦合，引起自由电子集体振荡所形成的一种电磁波，而这种电磁波具有一些特殊的性质，使得表面等离激元在表面拉曼增强、超分辨率成像、太阳能电池、生物传感器等方面都有着重要的应用前景［2］。本文对于金属银在Otto棱镜结构［3］下的SPP特性进行了研究，主要研究了银的SP共振角，SP共振曲线以及SP共振电场。

2.Otto棱镜结构及原理

图1 Otto棱镜结构

图2 Ag的共振曲线

3.金属银（Ag）的SPP特性

对于Ag的SPP特性研究，本文采用Otto棱镜结构，因为Otto棱镜结构最具代表性，仿真模拟参数如下：棱镜折射率np为1.5，空气层厚度取波长一半，光波长取632.8nm，金属膜厚度取无限大。经仿真模拟得到以下Ag的SPP特性。

（2）在以上所述参数下经仿真模拟可以得到Ag的共振曲线如图2所示，横坐标为扫描的入射角范围，纵坐标为反射率。当反射率最低时，所对应的角即为共振角，从图中可以看出仿真共振角也在43°左右。

（3）如图3为Ag的SP共振电场，从图中看出，在空气与Ag的界面处电场场强最强。……