自由电子注激励表面等离子体激元辐射的研究.pdf

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2、￣＇１｝；；１；学科专业物理电子学１一——学号２０１１１１０４０５０１，；■＊一——Ｉ，＇；作者姓名粪森Ｉ指营教师刘盛纲院±；■＇＇＾？：：■：！．；：；＇；Ｉ？；Ｉ．ＩＩ．＞．■？，，＇、ｆ；？＇■＾ｉ：ｈｉｈ＾；ｉ出ｉｉ出Ｈｈ■－：１！ｌｉｉｉ，：；ｔ＇＇－ｈＭＭｌ：Ｕ独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

3、据我所知，除了文中特别加Ｗ标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表谢意。〇作者签名：羞杂日期：＞化年＾月八日论支使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技犬学可将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采

4、用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。＇（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：＾导师签名：日期＾：如年弓月＾日分类号密级注1UDC学位论文自由电子注激励表面等离子体激元辐射的研究（题名和副题名）龚森（作者姓名）指导教师刘盛纲院士电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别博士学科专业物理电子学提交论文日期2015.04论文答辩日期2015.06学位授予单位和日期电子科技大学2015年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。RESEARCHONTHEEXCITA

5、TIONOFSURFACEPLASMONPOLARITONSBYFREEELECTRONBEAMANDTHEIRRADIATIONADoctoralDissertationSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajor:PhysicalElectronicsAuthor:GongSenAdvisor:Prof.LiuShenggangSchool:SchoolofPhysicalElectronics摘要摘要现代科学技术的迅猛发展使人们对辐射源的需求日益

6、强烈。利用电子学与光子学相结合的方法产生辐射成为研究热点。表面等离子体激元（SPPs）作为联接电子学与光子学的天然纽带，研究其电子注激励与基于其辐射具有重要的意义。本论文主要研究了金属与石墨烯SPPs的电子注激励，并分析了其转换为辐射场的物理现象。主要研究结果如下：一.研究了垂直运动与平行运动电子注对SPPs的激励。理论分析与数值计算的结果表明，被激励的SPPs的性质不仅与金属材料、结构边界条件等有关，还与激励方式有密切联系。电子注垂直激励的SPPs包含丰富的频率分量，其工作频率不能被电子注能量调谐，场幅值在传播过程中随距离衰减，并总是

7、伴随着激励渡越辐射。而电子注平行激励的SPPs的工作频率可调，其场幅值在传播过程中不随距离衰减，且没有渡越辐射。对金属薄膜中SPPs激励的研究表明，平行运动电子注能有效地激励其中的SPPs，并具体分析了场幅值和工作频率与结构和电子注参数的关系。总的来说，在对称结构金属薄膜中，对称模SPPs幅值更大；而在非对称结构金属薄膜中，非对称模SPPs幅值更大。并且，对称模SPPs的工作频率能在更大范围内被电子注能量调谐。二.详细分析研究了平行激励的金属SPPs被转换为辐射场的两种机制。其一为SPPs通过切伦科夫辐射被转换为介质中的相干可调且具有功

8、率增强的辐射。研究结果表明，SPPs的激励在该种辐射转换机制中具有重要作用，辐射功率增强和辐射工作频率均与被激励的SPPs有密切联系，并基于此分析了它们与结构和电子注参数的关系。根据这一辐射转换机制，本论文