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尺度，其巨大的局域場增強(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，近場顯微鏡超分辨率成像，高效太陽能電池，超高密度近場光存儲，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 波長已小至微米量級，要實(shí)現(xiàn)光學(xué)天線，即將光波高效耦合到亞波長量級(納米量級)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的線度范圍，無法實(shí)現(xiàn)納米量級的聚焦。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波長光通過某種方式穿過了亞波長的金屬孔，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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