文献综述
表面等离激元光子学是近年来兴起的并迅速发展的一门学科。随着合成和制备各种不通的纳米结构技术的最新进展以及高精度表征技术的不断发展，表面等离激元独特的性质引起了人们强烈的研究兴趣，从而形成了一个新的纳米光学分支，即表面等离激元光子学。目前他已经发展成为一门集物理、生物、化学等多个科学于一身的交叉学科，被称为目前最具有潜力的纳米集成光子器件的信息载体，并且在很多研究领域，例如生物/化学传感器、表面等离激元激光、光开关器件以及表面等离激元光逻辑运算，等等，有重要的应用。表面等离激元光子学可以在纳米尺度上对光进行操纵，这一点与传统光学不同，传统光学受衍射极限的限制，从而无法在纳米尺度上操纵光。
表面等离激元（Surface plasmons,SPs）,是金属-电介质界面的沿金属表面传播的大量自由电子的集体振荡，通常由光子激发。当光波（或电磁波）照射到金属和介质的分界面时，金属表面的自由电子就会发生大规模的集体振荡，电磁波和金属表面的自由电子发生耦合形成一种沿着金属表面传播的近场电磁波。
当金属表面的自由电子震荡频率和入射光波的频率相等时，就会发生共振现象。在共振状态下，电磁场的能量被有效的转化为金属表面自由电子的集体振动能，这时就会形成一种特殊的电磁模式，即电磁场被局限在金属表面区域内并且发生增强，这种现象被称为表面等离激元共振（Surface Plasmon resonance,SPR）现象。
随着科技发展，器件小型化和集成化已经成为了发展的大趋势，例如传统的光学元件透镜在亚波长尺寸就无法运用了，所以需要从概念上都革新的纳米设备。基于等离激元共振原理的纳米结构具有对光的捕获和聚集能力，并且基于表面等离激元共振的不同类型的金属纳米光学器件已经展示出了对可见光操控的可行性并取得了丰硕的成果，例如纳米级，纳米波导，纳米天线等。但是金属纳米结构在可见光波段的内部损耗很大，同时很大部分的金属纳米结构的制备都会涉及电子束刻蚀，电子束刻蚀是一种既复杂和昂贵的实验技术而且像金属金和银的价格也相当昂贵，这些都很大程度的限制了等离激元金属纳米结构的的应用。
最近出现了对纳米光子不同的处理方法，利用高折射率材料如硅、锗等，组成全电介质纳米结构，这些材料的电、磁的Mie共振在可见光波段，可以实现金属材料等离激元的大部分功能，如负折射率材料、纳米光波导以及超表面光学材料等。并且克服了热耗散这一重大难题，弥补了基础纳米科学和器件之间的差距。
Mie理论是均匀介质中的各向同性介质球在平面波照射下的麦克斯韦方程组的严格数学解，其核心思想是将入射场、内场以及散射场分别用矢量球谐函数展开，然后根据边界条件求解波动方程即可求得介质球内外的散射场。
耦合偶极子法利用耦合方程，将偶极子的x,y,z分量代入最终可以得到一个6Ntimes;6N的线性方程组。对该方程组进行数值求解可以得到每个颗粒的偶极子的电磁分量。
本课题采用耦合偶极子方法计算高介电常数纳米颗粒及一维颗粒链的电磁场响应和色散关系，并讨论该结构应用于纳米光子学器件的可能性。
[1]. 张明生. 激光光散射谱学[M]. 科学出版社, 2008.
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