圆锥探针电场增强特性的数值模拟研究

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1、大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：l虱丝连丛塑!丕堡塑笪搀醯筮鱼拯丛作者签名：塞值曼日期：塑臣年。L月兰L日大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要随着社会的不断发展，人类所掌握的知识越来越多，尤

2、其是进入21世纪后，信息量呈现一种爆炸式的增长，速度比以往任何时候都快的多，现有的存储技术已经远远不能满足知识大爆炸的时代背景。因此，超高密度的存储技术的发展和革新已经成为了时代发展的必然要求，尤其是近场光存储，以其能够突破衍射极限限制的优点吸引了众多科研工作者的关注。首先，本文对光存储技术的历史进行了简单的介绍，并且给出了限制当前光存储发展的原因⋯衍射极限的概念。目前，蓝光光盘(激光为蓝光)单片容量可达到27GB。由于光的衍射极限的限制，传统的远场光存储发展的潜力十分有限。将来发展的大方向主要包括能够突破光盘平面限制的三维光学体

3、存储和突破衍射分辨率极限的近场光学存储技术。本文对这两种存储技术分别做了介绍。其次，本文介绍了表面等离子体的基本概念。通过阐述表面等离子体的发现历程以及金属中等离子体的几种模态，使大家对于本文研究锥尖尖端电场增强特性的原理有一个详尽的了解。随后简单介绍了表面等离子体极化激元的几种激励方法。最后，本文通过使用有限元方法(FiniteElementMethod)，详细分析了锥尖长度和入射光与锥尖轴线夹角对电场局域增强的影响。工作目的是寻求最优的锥尖形貌，使其达到锥尖尖端电场增强的最大值。在前人的工作中，人们仅仅对单独的锥尖进行研究，这

4、样只能在一定程度上反映出锥尖增强的光学响应特性。在实际应用中，锥尖还需要一系列的配套设施，其中最不能忽视的就是记录介质的影响。本文尝试把记录介质引入到了模拟计算中，并且研究了记录介质的介电常数对电场增强的影响。这些模拟的结果不仅可以应用在超高密度的光存储上，也能应用在传感器的设计和制作上。通过一系列的计算我们得出最优解：当入射光波长为632．8nm时，SkN。圆锥尖外包裹一层20nm厚金膜，在锥尖长度为450nm和入射光与锥尖轴线夹角为113度时，电场的局域增强最大。记录介质的存在使得圆锥尖电场增强的强度更强，并且增强的范围更加局

5、域，光学的斑点更小，因此可以得到更小的记录点。关键词：光存储；锥尖探针；电场增强；有限元圆锥探针电场增强特性的数值模拟研究TheSimulationofElectricFieldEnhancementofConeTipAbstractAstherapiddevelopmentofhumansociety,peoplehasaccumulatedmoreandmoreknowledge．Datestoragetechnologydevelopsunderthebackgroundofincreasingknowledge．espec

6、iallyinthe21stcentury,informationincreasesobviouslymuchfasterthaneverbeforeandtheexistingtechnologycannotsatisfythebigbang．Sodatestoragetechnologyofhiglldensityisondemandandbeingpaidmoreandmoreattention．Firstlyinthispaper,wegiveasimpleintroductionofthehistoryofdatesto

7、rageandthengivethediffractionlimit．InrecentyearsBlu-raydiscCanstoreabout27GBdate．However,becauseofthediffractionlimiteffect,eventurntopurplelight(thecurrenttechnologycanonlyusebluelight)，storagedensityonlyimprovesseveraltimes．Thenweknowthedensityoftraditionalfarfieldo

8、pticalstoragecannotdevelopbecauseofphysicalreasons．Atthesametime,increasingnumericalaperturecausesfocaldepthdecrease，thedist