摘要：基于spp共振效應(yīng)的納米天線結(jié)構(gòu)能有效收集光的能量,并將它限制在亞波長(zhǎng)尺度，其巨大的局域場(chǎng)增強(qiáng)效應(yīng)為納米光子學(xué)大范圍的應(yīng)用提供了廣闊的前景，例如，納米尺度內(nèi)光信息的處理和傳播，近場(chǎng)顯微鏡超分辨率成像，高效太陽能電池，超高密度近場(chǎng)光存儲(chǔ)，納米光刻，量子單光子源，高效率納米電磁波集中器，高靈敏度生化傳感器等。文章在介紹納米天線的基本構(gòu)造和工作原理的基礎(chǔ)上，綜述了其在多個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞： 表面等離子共振；超分辨率成像；納米天線

0 引言

天線在微波射頻領(lǐng)域早已獲得廣泛應(yīng)用，比如廣播電視系統(tǒng) 蜂窩移動(dòng)通信系統(tǒng) 衛(wèi)星電話電視系統(tǒng) 雷達(dá)等等，然而，在光頻段電磁波 波長(zhǎng)已小至微米量級(jí)，要實(shí)現(xiàn)光學(xué)天線，即將光波高效耦合到亞波長(zhǎng)量級(jí)(納米量級(jí))器件中卻并非易事 傳統(tǒng)的光波聚焦主要靠透鏡，受衍射效應(yīng)影響，其聚焦光斑大小或者傳播光束直徑一般只能限制在微米量級(jí)的線度范圍，無法實(shí)現(xiàn)納米量級(jí)的聚焦。隨著微細(xì)加工技術(shù)和集成光學(xué)的不斷發(fā)展，光學(xué)元器件的不斷小型化已經(jīng)接近光的衍射極限，如何獲得突破衍射極限的各種微納光子器件以實(shí)現(xiàn)納米全光集成芯片是納米光子學(xué)研究領(lǐng)域亟待解決的技術(shù)難題。1998 年，Ebbesen[1]在Nature 上發(fā)表的亞波長(zhǎng)金屬小孔陣列結(jié)構(gòu)異常透過現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)結(jié)果讓人們看到了破解難題的曙光。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，金屬小孔陣列的透過光強(qiáng)不僅遠(yuǎn)高于經(jīng)典衍射理論計(jì)算結(jié)果，而且大于按照小孔所占金屬表面的面積比的計(jì)算結(jié)果。這就意味著照在小孔之間的長(zhǎng)波長(zhǎng)光通過某種方式穿過了亞波長(zhǎng)的金屬孔，突破了傳統(tǒng)衍射極限。之后，關(guān)于微納金屬結(jié)構(gòu)電磁場(chǎng)特性的理論和應(yīng)用研究迅速展開，提出了很多新穎的納米光子器件，比如金屬納米顆粒波導(dǎo)[2]、金屬表面等離子體（SPPs）、反射器[3]SPP、諧振腔[4]spp、完美透鏡[5]以及本文討論的納米光學(xué)天線等等。

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