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长程表面等离子体波的研究近几年在国外成为研究的热点,但国内的相关报道却很少,也没有一个系统的阐述和分析。本文重点分析长程表面等离子体波的色散关系及反射角谱和基础模的电磁场分布。 在两侧为相同介质中间为超薄金属层的结构中,通过金属两侧表面等离子体波模(SPW)电磁场的重叠耦合,而产生了两种新的模,即,一种为短程模一种为长程模,因此分别被称为短程表面等离子体波(SRSP)和长程表面等离子体波(LRSP)。对于有效的薄金属层来说,LRSP的传播损耗比非耦合的SPW要小的多。而且,LRSP可以在金属波导中通过低耦合损耗的标准光纤来直接产生。基于薄金属层的LRSP波导被用在一系列的光学设备中,但这些仍然受到只能传播TM波的限制。 对LRSP和SPW共振反射角谱的分析,可以使人们看到LRSP模的反射共振角谱具有更深的峰和更小的半宽度,说明LRSP模对金属表面的粗糙程度和表面性质更加敏感,因此可以用来作为高精度角度测量和介质成分分析。 三层介质结构中在对称情况下产生的LRSP,SRSP的模有无数多个,但人们主要关注的是基础模,它们占了能量的绝大部分,而其它模式对满足边界条件起到不可缺少的作用。分析金、银、铜、铝在入射波长为1.55μm的基础模,并分析金的基础模随厚度的变化,当厚度趋近于无穷大时基础模趋近于一个最大值。分析金的LRSP模和SRSP模的电磁场分布,并和非对称情况下产生的SPW模的电磁场分布进行了对比。最后计算了这三种模在金厚度为30nm下的传播长度,LRSP模具有明显的优越性。