基于金属纳米结构的纳光子器件：原理、设计与前沿应用探索

一、引言

1.1研究背景与意义

随着科技的飞速发展，光电子技术在现代通信、信息处理、生物医学和能源等领域发挥着日益重要的作用。传统光学器件在尺寸、性能和集成度等方面逐渐面临瓶颈，难以满足不断增长的应用需求。在此背景下，基于金属纳米结构的纳光子器件应运而生，成为光电子领域的研究热点。

金属纳米结构是指尺寸在纳米量级（1-100nm）的金属材料或结构，具有独特的光学、电学和热学性质。其中，表面等离子体共振（SurfacePlasmonResonance，SPR）效应是金属纳米结构最重要的光学特性之一。当入射光与金属表面的自由电子相互