m 0
surface plasmon
sp p / 1 d
Drude model
m




2 p
(
i
)
* Drude模型的推导：
mv eE ma

x

xБайду номын сангаас


e
E
m
x e/m E
2 i
D 0 E P 0 E nex 0m E
9. 局域等离激元共振 A 10. 局域等离激元共振 B
* 球形纳米颗粒的LSP共振&与SPP异同：
p

40 d a3
m d m 2 d
E
4 a3 m d m 2 d
LSP共振条件：
m 2d 0
m




2 p
/2
R p / 2d
D 0mE, B 0H, (E, H eit ).
复介电常数：
m ()

r

i 0
* 边界条件：
E2t E1t
H2t H1t 0
B2n B1n D2n D1n 0
* 金属内的元激发& Drude模型：
Bulk plasmon
p
ne2
16. 小 结
课程主要内容： 第一章 从介质到金属
1. 绪论 2. Maxwell方程 3. 时谐电磁波在介质中的传播 4. 金属的介电和光学特性
* 金属内时谐场满足的复数形式的Maxwell方程：
D 0, E B t
B 0, H D t
* 亚波长矩形小孔的截止波长&截止共振：
c 2(a 2 )
d
(1
2
b
)
c 2ay
* 二维小孔阵列的增强透射效应：
Rayleigh anomaly + SPP resonance!
* 增强透射机制：
k// k0 1 sin Gmn
Gmn 2 m ex 2 n ey
d
d
Rayleigh anomaly (dips):
k// k0 i (i 1,3)
R
ni d m2 n2
SPP resonances (peaks):
k// kspp
spp
d m2 n2
m i m i
Drude model
m
1

2 p
( i
)
第二章 表面等离极化激元
5. 金属表面等离激元 6. 表面等离激元的激发 7. 多层结构的表面等离激元 8. 伪表面等离激元
* 单界面SPP概念、特征及激发方式：
kspp


c
md . m d
kspp i , vp / , L 1 /
t
2 x
Insulator
1
s k0
d


2 d
m
tanh2
t
2
a k0
d


2 d
m
/
tanh2
t
2
* 伪表面等离激元
k0
1
a2 d2
tan2
k0h
d

d 2 a
cot k0h
Ex Ez
1

n2 ssp
z
a
d
x
h
PEC
第三章 局域表面等离激元
* 亚波长粒子的散射、吸收及消光截面：
p 0d E
E p

散射截面：
sc
Psc / Iin

k4
6

2.
吸收截面： ab Pab / Iin k Im( ).
消光截面：
ex sc ab
第四章 超构表面的光学性质
11. 亚波长小孔的光学性质 12. 异常光学透射效应 13. 微结构金属表面的光学性质
k12 2 k02 d ,
d

1 k1
k22 2 k02 m ,
m

1 k2
* 棱镜耦合共振条件：
k// k0 p sin kspp
* 光栅耦合共振条件：
d
k0 d sin Gm kspp
* 多层结构SPP
Insulator
3 z
metal