표면-플라즈몬 나노 집광

Abstract

금속 층이 점차적으로 줄어드는 구조에서 표면 플라즈몬 폴라리톤의 전파특성을 살펴보고, 그에 의해서 모드크기가 나노 수준으로 작어지는 즉, 회절 한계 이하의 국소적인 영역으로 빛 에너지가 효율적으로 전송되는 특성을 단열과정의 근사를 적용해서 해석적으로 계산하고, 비 단열과정의 상황에서는 수치 계산을 통해서 조사하였다. 그 계산을 결과로 금속의 구조가 원형 도선이고 전파하는 방향으로 점점 원형도선의 반경이 감소하는 금속 원뿔 구조가 나노 수준의 크기로 광 에너지를 전송하는 데 효과적임을 확인하였다. 더불어 경사각도가 커 실용적인 제작이 더 용이한 구조가 단열과정의 근사를 적용할 수 없다고 해도 나노 집광 면에서는 여전히 효율적임을 알 수 있었다.; In metal-dielectric structure that metal layer decrease progressively, the mode size of surface plasmon polariton can be nano-scale less than the diffraction limit and the light energy of surface plasmon polariton can be concentrated effectively in nano-scale region. I investigate the property of propagation of surface plasmon polariton by analytic calculation with adiabatic approximation. Also I study that by FEM numerical method in non-adiabatic case. In result, I found that metal conic structure is effective to concentrate the energy of surface plasmon polariton in nano-scale region. and it is as effectively as ever in non-adiabatic situation.