基于可旋同心双半环等离结构的可调控Fano共振特性研究
时间:2019-07-21 11:02 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
| 摘要：Fano共振是一种由谐振散射现象引起的非对称线性共振。其产生的机理是亮态表面等离激元和暗态表面等离激元之间的相消或相长干涉。在2003 年以后，随着研究的不断推进，人们逐渐开始将目光聚焦向了表面等离激元结构。该种结构具有出色的场增强效应，人们开始大量使用不对称的金属纳米结构来对Fano共振进行研究，本文设计的同心双半环结构也延续了这种思路。本文使用了金作为材料，利用 HFSS软件来对其进行建模分析，通过改变两个半圆环的相对角度、半径、长度来分析研究 Fano共振特性，同时也通过分析电流分布来解释了Fano共振的产生机理。 37356 毕业论文关键字：Fano共振 表面等离激元 金属纳米结构 Adjustable Fano resonance study based on rotatable concentric double half ring plasma structure Abstract:Fano resonance is a kind of asymmetric linear resonance caused by resonance scattering phenomenon. The mechanism of Fano resonance production is the destructive or constructive interference between Bright mode surface plasmon and Dark mode surface plasmon. After 2003, with the continuous advancement on this field, researchers gradually began to focus their attention on the structure of surface plasmon. This structure has excellent field enhancement effect. Therefore, asymmetric metal nanostructures were extensively used in the research on Fano resonance. The concentric double half ring structure designed in this article also continued this line of thinking. I used gold as the material, and did modeling analysis on it with the help of HFSS software. This article explored the Fano resonance characteristics by changing the relative angle, radius and length of the two half-circle rings. Meanwhile，it explained the mechanism of Fano resonance production by analyzing the current distribution and electromagnetic field distribution. Keywords: Fano resonance Surface Plasmon Metal nanostructures 目录 1.绪论.1 1.1Fano共振1 1.1.1Fano共振的历史1 1.1.2Fano共振的产生原理1 1.2表面等离激元3 1.2.1等离子体.3 1.2.2表面等离激元概述.3 1.2.3表面等离激元的发展历史.4 1.2.4表面等离激元的应用.4 1.3本论文的研究内容.5 2金属环结构设计与结果分析.5 2.1可旋同心双半环结构设计5 2.2改变内环旋转角度.6 2.2.1改变内环旋转角度模拟结果.6 2.3改变半圆环半径8 2.3.1改变内半圆环半径模拟结果.11 2.3.2改变外半圆环半径模拟结果.11 2.4改变半圆环长度11 2.4.1改变内半圆环长度模拟结果.14 2.4.2改变外半圆环长度模拟结果.14 3物理机制分析.14 3.1Fano共振的判定14 3.2内半圆环的旋转度数对Fano共振谱线的影响18 3.3内外半圆环的半径对Fano共振谱线的影响18 3.4内外半圆环的长度对Fano共振谱线的影响19 4总结和展望.19 致谢.21 1 绪论 1.1 Fano共振 1.1.1 Fano共振的历史 物理研究当中的一项重要手段就是去探索物质对波的散射，这在研究物质特性以及波的传输操控中起着重要的推动作用。在1913年，伟大的物理学家尼尔斯•玻尔在研究里德堡光谱线在氢原子中的反应后，提出了原子结构的玻尔模型，从而开启了量子力学的新篇章。在那之后，有人发现了里德堡光谱线在某些原子中存在反对称线型[1]。1935年,乌戈•法诺在研究氦气中的非弹性散射电子的散射线型时,同样发现其吸收线型是非对称形式的,这与人们在那个年代所熟知的洛伦兹共振是截然不同的。一直到了1961年,才通过量子力学系统中的原子自电离态的研究理论描述了这种非对称线型的共振,并以这位美籍意大利科学家为其命名，称为Fano共振[2]。作为一种新发现的振荡形式，Fano共振表现出明显的非对称线型，这一点我们可以在如下的线型函数中发现： 其中 F为反映共振不对称程度的Fano 参数， ω0是振荡角频率， γ是振荡宽度。如今Fano 效应已经为大家所熟知，在现代物理中有着极为广泛的应用。 (责任编辑：qin) |