单晶金薄片上表面等离极化激元的定量近场表征

表面等离极化激元（SPPs）的亚波长约束使其在各种应用中颇具吸引力，如传感、光生成与太阳能转换。结合干涉探测的近场显微镜可同时可视化 SPPs 的振幅与相位。然而，在反射构型中对其全面定量表征具有挑战性，因为多个激发通道干涉产生的复杂波图样所致。在此，我们呈现了可见光波段大尺寸单晶金薄片上 SPPs 的近场测量。我们系统研究了入射光入射角对原子力显微镜针尖激发的 SPPs 的影响。我们发现，相对于金薄片边缘的掠入射角下，这些 SPPs 的振幅与相位信号最易于从其他信号中解耦。此外，我们引入了一个简单模型来解释 SPP 振幅与相位轮廓间观测到的相移。利用该模型，通过隔离并拟合远离薄片边缘处的信号，可提取针尖激发等离激元的波长与传播长度。我们的实验结果与采用金折射率值的理论模型高度吻合。所提出的全面表征 SPP 复波矢的方法，可实现对可见光波段不同材料中极化激元的定量分析。