基于SSP的双侧开口型金属光栅实现太赫兹波的场增强与紧聚焦

基于金属光栅结构的SSP色散曲线,本文设计了一种一侧均匀另一侧非均匀且中间开口排布的铜带光栅结构,用于在太赫兹波段实现紧聚焦和场增强。研究表明,当0.57 THz入射的平面波经双侧开口型金属光栅后,可产生明显的局域电磁场增强与紧聚焦效应,其中增强因子Q=59.9,紧聚焦焦斑的半高全宽约为7.5μm(1/70λ)。此外,将单个双侧开口型金属光栅视为一个独立的单元,将其在一维横向和纵向进行排列或延伸,研究了这种结构对太赫兹波的光场调控特性。研究发现,0.57 THz入射的平面波经横向排列的单元结构后可以生成一维的焦斑阵列,其焦斑阵列所对应的半高全宽约为7.5μm。同时,0.57 THz入射的平面波经纵向延伸的结构后可产生纵向焦线,其焦线的长度为100μm,并且焦线的宽度约为7.5μm。这种周期性结构所产生的焦斑阵列和纵向焦线在提高太赫兹近场成像的速度方面具有明显的优势。

类表面等离激元在速度匹配下加速带电粒子

提出了一种利用类表面等离激元(SSP)来加速电子的新机制。通过把金属表面设计成梯度型凹槽结构,SSP和电子可以同时获得沿表面方向的加速,这种结构可以提高SSP和电子的相互作用的效率和距离。数值模拟结果显示,通过控制凹槽结构来实现类SSP相速度与电子速度近似匹配(QVM)时,电子的加速效果最好,当电子沿纵向运动0.055 m后,其相对论因子会超过21。