王一乔+朱亦鸣+臧小飞

摘要： 提出了一种在太赫兹频段可以用来实现超聚焦效应和具有高透射率能力的奇异表面等离子体棱镜结构。这种奇异的棱镜结构是由三个亚波长孔和在金属板两端雕刻有有限个周期性排列的浅槽组成。通过利用表面等离子体激元（SPPs）和超常光学透射（EOT）现象的相关理论，证明了所设计的棱镜结构可以产生一个半高宽（FWHM）约为1/4λ的聚焦点，其透射率是传统的表面等离子体棱镜结构的4.6倍。所设计结构可应用于超分辨成像、光刻、功能性探测等方面。

关键词： 超聚焦； 表面等离子体激元； 超分辨； 超常光学透射

中图分类号： O 436.1 文献标志码： A doi： 10.3969/j.issn.1005-5630.2016.05.015

文章编号： 1005-5630（2016）05-456-05

引 言

太赫兹波是指振荡频率为0.1～10 THz的电磁波。太赫兹波由于具有能量低、安全性高、穿透力强等特性，因此在通信、安检、生物医学、成像等方面具有重要的应用前景。尽管太赫兹辐射的光子能量相对较低，但是这一波段仍然包含了丰富的光谱信息。利用太赫兹波的光谱分辨率特性发展的太赫兹光谱成像技术，不但能够辨别物体的形貌，而且可以鉴别物体的组成成分[1-5]。

随着太赫兹技术的不断发展，人们对太赫兹波段成像的分辨率和聚焦光斑的尺寸提出了更高的需求。如利用太赫兹光谱对生物大分子振动的响应来研究生物细胞内部的反应，或者利用太赫兹辐射对自由载流子的响应来研究半导体微结构的工作过程。在这些研究中需要太赫兹光谱成像的分辨率突破其波长限制达到亚微米或纳米尺度，这就要求成像系统的分辨率突破衍射极限的限制。……