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本论文的主要研究了金属光栅和金属平面覆盖介质光栅的表面等离子体共振特性及在光传感技术中的应用，以及两种光栅结构的表面等离子体色散特性。具体研究内容以及成果如下：
1．采用严格耦合波分析(RCWA)数值模拟方法，对金属光栅和金属表面覆盖介质光栅的表面等离子体共振反射谱以及产生共振时场分布的特性作了对比研究，讨论了光栅的填充比、高度、介质光栅的折射率几项参数对器件SPPs有效折射率以及共振特性的影响，而且从场分布的角度给出了结构参数对共振反射特性影响的物理解释。设计了反射式的金属表面覆盖介质矩形光栅和正弦光栅两种表面等离子体共振传感器，并对光栅周期、填充比、光栅高度三项主要结构参数进行了优化，参数优化后的介质矩形光栅传感器灵敏度在理论上最高可达420°/RIU，正弦光栅的最大传感灵敏度则约为160°/RIU。
2．对金属平面覆盖介质光栅结构中SPs的色散特点以及带隙的物理成因作了讨论。使用严格耦合波分析法(RCWA)，主要通过带隙宽度和带隙中心波长两项特征参数对Au金属光栅和金膜表面覆盖介质光栅结构中的SPPs的λ-ksp色散关系作了对比研究，分析并演示了金属光栅和金膜表面覆盖介质光栅结构中光栅的高度、填充比与介质折射率等结构参数对色散特性影响的显著不同，并对其中的物理机制作出解释。