在本實驗中我們採用同調性極高的氦氖雷射作為光源，故能夠在金屬表面激 發出高度同調的表面電漿波，藉由設計入光瞳的極化分佈，我們能夠在金屬表面 上激發出兩道表面電漿並使之對撞，進而產生穩定的干涉條紋，下面我們依序設 計了15 、45 、75 的輻射型偏極化以產生表面電漿對撞干涉。輻射型偏極化所 占角度越小，在金屬表面上能產生越接近無限大平面表面電漿波干涉，而隨著角
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度的增大還會伴有其他非180 對撞的表面電漿干涉影響，也就是當ksp1和ksp2方 向之夾角不為180 所產生不同週期干涉的影響。
下圖(4-5)為15 輻射型偏極化產生表面電漿對撞干涉，從 SNOM 所得到的近 場資訊圖可以發現其橫向(Y)之能量分佈延伸較長，這現象與兩道無限大平面表 面電漿波對撞之結果較為類似，但因為在實驗上難以達到兩角度無限小之輻射型 偏極化，故在此我們僅以15 輻射型偏極化產生表面電漿干涉來近似兩道無限大 平面表面電漿波對撞結果。比較剖面強度分佈圖可以發現近場實驗圖形之週期與 FDTD 模擬結果相當接近，近場實驗圖形之干涉周期約為 553 nm，而 FDTD 所 模擬出的干涉週期為 550 nm。
圖 4-5 15 輻射型偏極化光場聚焦於金屬表面產生之表面電漿干 涉圖。左上角為入光瞳處之光場極化分佈示意圖，紅色:輻射型偏 極化，藍色:角偏極化。左側方框為 FDTD 模擬結果;右側方框為 SNOM 量測結果。
其次我們也模擬45、75 輻射型偏極化以產生表面電漿對撞干涉，從實驗圖與模 擬圖可以清楚看到當輻射型偏極化光所占角度越大時，其橫向能量傳播越短，平 均干涉週期略增，並且干涉中心週期與外側週期之差異越來越大，干涉行為更複 雜，我們認為這是因為隨著輻射型偏極化光所占角度越大，在金屬表面上會產生
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更多方向之k 往中心傳播，而這些不同方向的sp k 將會在金屬表面上產生更複雜sp 的干涉結果。
圖 4-6 45 輻射型偏極化光場聚焦於金屬表面產生之表面電漿干涉 圖。左上角為入光瞳處之光場極化分佈示意圖，紅色:輻射型偏極 化，藍色:角偏極化。左側方框為 FDTD 模擬結果;右側方框為 SNOM 量測結果。
圖 4-7 75 輻射型偏極化光場聚焦於金屬表面產生之表面電漿干涉 圖。左上角為入光瞳處之光場極化分佈示意圖，紅色:輻射型偏極 化，藍色:角偏極化。左側方框為 FDTD 模擬結果;右側方框為 SNOM 量測結果。
利用遠場調變入射光極化分佈來產生近場表面電漿波干涉行為，不僅提供了
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一個簡易且即時的方法去了解表面電漿的傳播行為也可以了解其表面電磁波與 金屬特性的交互作用，而近年來利用表面電漿干涉的微影製程技術也受到相當程 度的關注，其可產生小於 100 nm 解析度的線寬以及奈米點，目前提出的方法有 藉由 Kretschmann 架構並在入射角分別為sp以及sp分別打入兩道入射光，使 其產生了道表面電漿波對撞干涉條紋[54]，或是利用光柵結構產生兩道表面電漿 的干涉的微影製程技術[55,56]…等，但若利用我們調變入射光極化的方法去產生 自相性表面電漿干涉，除了可以免去表面微結構的製作，更能夠藉由極化分佈的 設計而及時地產生更多的表面二維圖案，達到微影製程上更高維度的控制。
(a) (b)
圖 4-8 設計入射光極化分布如(a)左上角之示意圖，在金屬表面產 生兩道表面電漿波往中心傳播的自相性表面電漿叉狀干涉圖形。
(a)FDTD 模擬結果，(b)以 SNOM 掃描所得近場分布圖形。
(a) (b)
圖 4-9 設計入射光極化分布如(a)左上角之示意圖，在金屬表面產 生三道表面電漿波往中心傳播的自相性表面電漿蜂巢狀干涉圖形。
(a)FDTD 模擬結果，(b)以 SNOM 掃描所得近場分布圖形。
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