當入射光極化分佈如下示意圖(3-18a)時，將會在金屬表面激發一道往 X 正 向傳播的表面電漿波(3-18b)，其圖中左上角為 FDTD 的模擬結果，而如果縮減 其輻射型偏極化光場的比例並且旋轉一個角度的話，基於傅立葉轉換關係將可以 得到一個更大的表面電漿激發面積並往不同方向傳播如下圖(3-18d)，從兩張圖中 都可以發現除了表面電漿所激發的主面積外，外圍還有一些雜散的表面電漿能量，
這應該是表面的不平整造成的散射結果。
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圖 3-18 SNOM 掃描到的方向性表面電漿場分佈。(a) 45 輻射 型極化光場所激發往 X 正向傳播的表面電漿。(b) 15 輻射型 極化光場所得到具有更大激發面積且往不同方向傳播的表面電 漿。
比對近場量測的實驗結果和 FDTD 的模擬結果如下，從其剖面圖可以清楚 看到表面電漿激發面積的大小差異，圖(a)中可發現當激發面積較小時實驗結果 與模擬較為吻合，但當激發面積較大時(b)，雖然可以量測到較大的激發面積，
但卻不如模擬結果大，我們認為這是因為當激發面積較小時，表面電漿能量較高 且與金屬接觸面積較少，故能量被金屬吸收或受表面粗糙度而散色的比率較低，
但當激發面積增加時，此時入射光只有少量比例能用以激發表面電漿，在金屬表 面上能量較弱且發散，能量易損耗於金屬內部，故實驗上無法量測到如模擬預期 般大的激發面積，但整體而言其趨勢和我們的預期是一致的。
圖 3-19 比較 FDTD 模擬與近場量測結果之剖面圖。(a)10 輻射型 極化光場。(b)45 輻射型極化光場。藍線:實驗值，紅線:模擬值。
(a) (b)
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除此之外我們也測量其表面電漿的傳播長度如下圖(3-14)，實驗與模擬比較 結果相當吻合大約可以在金屬表面傳播約 2 微米，傳播長度主要取決於入射光波 長以及在金屬內部的損耗。
圖 3-20 比較 FDTD 模擬與近場量測結果之縱向剖面圖。藍線:
模擬值，紅線: 實驗值。
除了單方向表面電漿積發外，我們也可以利用調變入射光極化分佈來產生多 道表面電漿積發，當入射光極化分佈如圖(3-11b)左下角示意圖時，我們可以得到
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角的兩道表面電漿波，但由於在聚焦(on focus)情況時會產生表面電漿的 干涉行為，將之略微離焦(defocus)可以明顯分開兩道表面電漿而減少其干涉行為 而得到以下的圖形(3-15)。而相同原理我們也可以於金屬表面產生三道表面電漿 往外傳播如圖(3-16)。利用此法達到多道表面電漿激發是一個很嶄新的概念，因 為以往不管是同軸聚焦型光路架構或是 Kretschmann 稜鏡全反射架構都只能產生 單道表面電漿波，相信此技術對於光積體電路、光波導或是微影製程術都能有很 大的幫助。
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(a) (b)
圖 3-21 利用入射光極化分佈設計(a.左上角示意圖)在離焦(defocus) 的情況下同時產生兩道表面電漿波往外傳播。FDTD 模擬圖(a)與 近場 SNOM 量測圖(b)。
(a) (b)
圖 3-22 利用入射光極化分佈設計(a.左上角示意圖)在離焦(defocus) 的情況下同時產生三道表面電漿波往外傳播。FDTD 模擬圖(a)與 近場 SNOM 量測圖(b)。
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