CST丛书18实例详解36_表面等离子体光学应用.pdf

简介：
本书为《CST丛书》第18卷，深入浅出地介绍了表面等离子体光学的应用原理和实例，旨在帮助读者理解并掌握这一领域的最新技术与发展趋势。 表面等离子体光学应用是指利用在材料表面激发的电磁波来实现特定功能的技术。这种电磁波称为表面等离子体（SP），它主要集中在金属与介质界面附近传播，电场主要集中于金属一侧，磁场则位于界面上方和下方。这一现象引发了诸多有趣的物理效应，如局部电磁场增强、表面等离子体共振（SPR）等，在光学传感器、成像技术和光电子器件等领域具有重要应用价值。 CST软件是一套用于高频电磁仿真工具包，广泛应用于天线设计、微波组件分析及其它相关领域。它基于全波仿真的技术基础来处理包括EMC在内的多种问题，并支持光电和电路元件的优化设计与评估。 文中核心知识要点如下： 1. 表面等离子体激元激发：当光照射到金属表面时，自由电子在外部电场作用下集体振动并与入射光耦合形成表面等离子体激元。这种现象对于提高光学传感器和器件性能至关重要。 2. 亚波长衍射光栅的仿真研究：通过模拟可以了解不同条件下（如尺寸、形状）如何影响由亚波长衍射光栅引起的表面等离子体模式下的入射光耦合效率。 3. 光学消光截面分析：此过程用于评估材料对特定条件下的光线吸收与散射能力，尤其是金属硅球颗粒介质的性能表现。 4. 单分子荧光增强及衰减仿真研究：利用表面等离子体效应可以显著提升单个分子周围区域内的发光强度。此类模拟有助于探索这些现象如何影响生物标记和检测技术的发展。 5. 表面等离子体太阳能电池效率提高的研究：通过优化设计，可借助于SPR来增加光吸收率并改善光电转换效率。 以上内容涵盖了多种仿真场景的应用案例研究与理论支持，为相关领域的技术创新提供了重要参考。