杨 杰,王甲富,贾宇翔，陈 维,屈绍波

(1.空军工程大学基础部物理与军用材料教研室，西安 710051；2.中国人民解放军93704部队，北京 101100)

0 引 言

表面等离子体(surface plasmon)是材料表面的自由电子受外部电磁场驱动而产生的集体振荡模式，其能量高度局域在材料表面[1-2]。表面等离子体的导行模式形成了可沿材料表面传播的电子疏密波，即表面等离激元(surface plasmon polariton, SPP)[2]；其局域模式形成了局域在材料表面某一特定区域的驻波模式，即局域表面等离激元(localized surface plasmon, LSP)[1]。局域表面等离激元是一种强谐振模式，具有深亚波长局域场增强和高Q值谐振的特点，它为研究光与物质的相互作用提供了良好平台，并已被广泛应用于光学天线[3-4]、拉曼散射增强[5-6]和生物化学传感[7-8]等多个领域。传统的局域表面等离激元产生于光频段，可由外部光激发金属纳米颗粒或微结构产生[1,9]。超材料的兴起成功地将局域表面等离激元的概念从光频段拓展到了远红外、太赫兹和微波频段，相应地产生了人工局域表面等离激元(spoof localized surface plasmon, SLSP)的概念[10-11]。作为局域表面等离激元的低频对应物，人工表面等离激元也具有局域场增强和谐振Q值高的特点，可被广泛用于微波电路设计[12-14]、微波传感[11,15]和涡旋波产生[16-17]等领域。

人工局域表面等离激元是由微波等离激元谐振器(microwave plasmonic resonator)产生的[10-11]，通常该谐振器具有离散旋转对称性和镜面反射对称性。当镜面对称性被打破，微波等离激元谐振器退化为磁微波等离激元谐振器，后者可以产生磁局域表面等离激元[18]。……