PLASMONICS;FUNDAMENTALS AND APPLICATIONS.pdf

《等离子光学：基础与应用》是一本深入探讨等离子光学领域的专著，由斯蒂芬·A·迈尔（Stefan A. Maier）撰写，他在英国巴斯大学物理学院的光子学与光子材料研究中心工作。本书旨在阐述等离子体光学的基本原理以及其在实际中的广泛应用。 在电磁学的背景下，金属的行为是理解等离子光学的关键。书中首先介绍了麦克斯韦方程和电磁波传播的基本概念，这是理解任何电磁现象的基础。接着，作者深入讨论了自由电子气的介电函数，这是描述金属行为的核心理论。通过分析自由电子气的色散关系，可以理解体积等离子体的特性，即当电磁波与电子云相互作用时产生的集体振荡。 真实金属中的等离子体光学并非仅限于理想模型，书中还涵盖了真实金属中由于电子间的能带跃迁导致的复杂行为。这些跃迁对金属的电磁性质有显著影响，包括对光的吸收和反射特性。此外，作者还探讨了电磁场在金属中的能量分布，这对于理解金属中的能量传输至关重要。 表面等离子极化子（Surface Plasmon Polaritons, SPPs）是等离子光学的核心主题之一，它们是发生在金属/绝缘体界面的特殊波动现象。书中详细解释了波动方程如何用于描述这种现象，并详细阐述了单一界面和多层系统中SPPs的形成和传播。SPPs的能量约束和有效模式长度的概念，为设计和优化等离子体器件提供了理论基础。 在后续章节中，迈尔教授进一步讨论了等离子体的激发、传播和损耗，以及等离子体共振的调控，这些对于构建纳米尺度的光学元件和传感器具有重要意义。他还探讨了等离子体在光子学中的应用，如表面增强拉曼光谱（SERS）、纳米光子学器件和生物传感技术，展示了等离子体光学在科学研究和工业应用中的广阔前景。 《等离子光学：基础与应用》是一部全面而深入的教程，适合对等离子体光学感兴趣的科研人员、工程师和学生阅读。它不仅提供了坚实的理论基础，还提供了大量实用的应用示例，有助于读者理解和掌握这一前沿领域的核心知识。