曹凤朝,吕博昆,丁宇峰,2,石锦卫

(1.北京师范大学物理学系，应用光学北京市重点实验室，北京 100875; 2.季华实验室，佛山 528000)

0 引 言

近二十年来，表面等离激元及其交叉学科由于其特殊的近场增强特性成为了光学领域的热门话题之一。等离激元具有将电磁波聚集到深亚波长体积的能力，推动了其在纳米光子技术和研究工作中的应用，各种无源和有源等离激元光子器件为产生、引导、调制和检测光信号提供了新的途径[1]。其中，贵金属(特别是金和银)中的表面等离激元的本征能量落在可见光频率范围内，这使得它们成为表面等离激元研究领域的热门材料。古罗马时代引人入胜的“莱克格斯杯”可能是表面等离激元效应的最早证明之一。杯子中的玻璃含有纳米量级的贵金属及合金颗粒，根据光源方向的不同会显示出不同的颜色和图案。

1857年，为了解纳米量级的金属粒子的光学响应，Faraday研究了金胶体溶液，意识到其光学性质与金粒子的尺寸有关。1902年，Wood[2]在研究金属光栅的反射时发现，当光源采用连续偏振光时，会出现反常的衍射行为，这一行为被称为“伍德异常衍射现象”。1904年，Garnett等[3]利用金属中自由电子的共振荡模型，解释了利用金属氧化物粒子制备“彩色玻璃”的原理。1908年，米氏理论被提出用以计算纳米颗粒的光学性质[4]。

但直至1956年，“plasmon”这一名词才被David Pines提出。分析固体薄膜散射快电子时观察到的某些特征能量损耗的问题，发现能量损耗是由金属内的自由电子整体振荡引起的，这与气体中观察到的等离子体电子气振荡行为非常类似，因此David Pines引入术语“plasmon”来描述这种高频集体运动[5]。……