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表面等离激元是一种在金属与介质界面上激发并耦合电荷密度起伏的电磁振荡，具有近场增强和短波长等特性，在纳米光子学的研究中扮演重要角色。单光子源的优良与否在现代量子信息应用中具有重要的影响，它与单光子探测器的性能决定了量子密钥分配系统的通信距离和安全通信速率。将表面等离激元的局域场增强效应用于单光子源的制备，不但可以有效减小器件的体积，而且可以有效提高单光子的辐射和收集效率。
本文以基于表面等离激元的单光子产生为研究方向，主要讨论了局域态密度与珀赛尔效应的关系，以及纳米天线对表面等离激元发射的影响，文章的主要内容有：
1、对独立金属粒子上的表面等离激元进行定性描述，介绍了几种传统的表面等离激元波导结构，并对其局域效果和传输距离做了比较。介绍了几种常见的单光子源，以及单光子探测在量子通信中的作用及意义；
2、从物理和数学两个方面，对表面等离激元的产生条件，色散关系等方面进行了讨论，特别是针对无限大平面和介质-金属-介质(IMI)结构的表面等离激元色散关系进行了计算，并讨论了IMI结构中金属膜厚对表面等离激元的影响。阐述了用于本文仿真计算的时域有限差分法的基本原理，计算方法，边界条件影响等；
3、根据表面等离激元的珀赛尔系数与光子态密度的关系，采用局域态密度计算的方法，分析了不同金属材料的局域态密度及珀赛尔系数的特性。通过计算比较，选择银为最佳金属材料，并在此基础上讨论了探测距离和电介质材料对局域态密度和珀赛尔系数的影响，为基于表面等离激元的单光子源制备提供重要参数。
4、以蝶形纳米天线为研究的对象，对其蝶形纳米天线，同心金属圆环光栅，以及两者结合的光栅天线结构进行了表面等离激元效应的仿真和计算，对比了这三种结构的电场增强效果，并且通过结构调整，得到更加优化的表面等离激元天线发射结构。