具有超窄线宽的光与表面等离激元的完美耦合

我们研究了电磁波垂直入射到薄银膜上的耦合，该银膜形成振荡光栅，嵌入在两个其他方面均匀的半无限半空间之间。考虑了两种光栅结构：一种银膜中点固定而厚度正弦变化，另一种中点正弦振荡而膜厚固定。当光波长从长波极限减小时，我们在透射系数T和反射系数R中遇到了与以下特征相关的信号：i) 短程表面等离激元模，ii) 长程表面等离激元模，以及iii) 与光栅相切的电磁衍射。前两个特征可视为广义的（等离激元）伍德异常，而第三个是一阶常规（电磁）伍德异常。对应于这三个异常的波长处，膜表面的能量密度增强，尤其是薄膜中的长程等离激元模。当用一对从相反方向入射的波激发银膜时，我们发现通过调节光栅振荡幅度并固定入射波的相对相位为偶或奇，可以使T+R对其中一个等离激元模消失；这对应于入射光与这些模之间的完美耦合（在电气工程术语中称为阻抗匹配）。