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表面等离子体极元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是在金属表面激发的电磁波,具有近场增强、亚波长局域和异常色散等特点,可以在亚波长尺度对光子进行操纵,已经在各个领域得到广泛的应用。由于传统光学器件中存在一个经典光学无法逾越的衍射极限,使得现有的光学仪器分辨率很难进一步提高,光电器件无法实现更高程度的集成。表面等离子体极元为解决这一问题提供了一个重要的突破口。另外,基于近轴原理而设计的光学仪器中,入射光束的近轴性是保证成像质量的重要条件。光束的离轴会造成像差等问题,大大降低仪器的成像分辨能力。光束的离轴直接影响着SPPs的应用效果,弄清离轴光激发SPPs光场的特性有重要的理论和实践意义。正入射深聚焦光激发的SPPs具有对称和计算简便等优点。当光束偏离光轴,聚焦区域的波矢分布将发生整体的改变,造成透射场的畸变、强度和对比度下降等一系列问题。本文对离轴光束激发SPPs的产生机理和分布规律等特性做了详细的理论分析和模拟仿真,揭示了离轴光激发SPPs的一些基本规律。在理论计算中,本文采用了角谱分析方法;在模拟仿真中,本文采用了基于时域有限差分方法的商业计算软件FDTD Solutions.本文首次提出了“临界离轴角”和“等效数值孔径”的概念。透射场强度分布受到纵向共振分量的调制,离轴角越大,调制作用越弱,并且存在一个理论临界离轴角,实际的临界离轴角小于理论值。在线性偏振光入射的条件下,当光束倾斜方向平行或垂直于偏振方向时,SPPs自干涉场仍然是轴对称的,但只有一条对称轴。入射光垂直于偏振方向倾斜会改变聚焦光场的S波和P波成分,降低SPPs的激发效率。在同一角度下,倾斜激发的效率比离轴激发要高。光束的倾斜或离轴入射实际上是减小了共振成分对整个透射场的调制作用,使仪器成像分辨率下降。本文角谱计算与FDTD仿真的光场分布基本相同,但FDTD仿真的光场条纹对比度更高。两种方法的计算结果MSE都不超过0.02,因此,本文推导的光场角谱公式基本合理。