亞波長金屬結構的表面等離子全息研究.pdf

1、全息術是利用光的干涉和衍射原理，記錄并再現(xiàn)物體強度和相位的一種“拍照”技術。浮雕型全息圖的特征是表面具有微結構，能夠真實再現(xiàn)三維圖像。全息防偽是基于激光全息術發(fā)展起來的一種防偽方式。但近年來，基于模壓工藝的浮雕型全息圖容易被仿制，技術門檻低，因此在某種意義上說，全息防偽已經失去了其防偽的功能。據(jù)此將全息微結構進一步縮小，提出了一種基于亞波長金屬結構的表面等離子全息（PHG）。通過在傳統(tǒng)的全息微結構中嵌入周期性的亞波長金屬結構，不僅能夠提

2、高全息圖的衍射效率，還可以實現(xiàn)全息圖的偏振選擇性。通過和小巧輕便的偏振片結合，可以為全息防偽提供一條有力的判據(jù)，進而提高全息圖的防偽性能。本文以實驗為基礎并結合理論分析針對 PHG開展了比較深入的研究工作。
　　首先，探索了PHG的制備工藝，采用了透射型全息制備光路，在制備介質全息的基礎上，通過金屬鍍膜實現(xiàn)了周期性亞波長金屬結構的嵌入。通過研究并比較了不同偏振態(tài)光源在PHG上的衍射、反射、透射和吸收特性，發(fā)現(xiàn)相比普通介質全息，PH

3、G進一步擴大了TM和TE偏振光全息再現(xiàn)圖的差異。然后，利用金屬-介質-金屬（MIM）波導模型和嚴格耦合波分析，進一步闡述了表面等離子的偏振特性。研究發(fā)現(xiàn)，金屬納米光柵的空氣狹縫可以使TM偏振光超越衍射極限進入，使得全息再現(xiàn)一直存在；而令 TE偏振光被截止，從而無法衍射產生全息再現(xiàn)光。最后，利用嚴格耦合波仿真軟件對金屬納米光柵的結構參數(shù)進行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)針對不同光波波長，需要分別優(yōu)化狹縫寬度、介質光柵高度和金屬膜厚，使表面等離子全息達到最佳的