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近年来，纳米科学和纳米技术得到蓬勃发展，带动了对纳米尺度下光学现象的研究。在各种纳米结构中，包含金属材料的复合结构受到了广泛关注。在光频下，由于金属具有负的介电常数使得在金属界面上存在电磁场的表面模式一表面等离激元。表面等离激元分布在金属界面附近约100nm范围内，可以作为纳米尺度下信号传输的载体，同时在界面上伴随着显著的场增强。这些特性为衍射极限下光学集成器件和非线性材料的应用提供了可能。与传统光学相对应，这些结构被称为表面等离激元的镜子，共振腔，棱镜，波导，表面等离激元晶体等等。这些研究形成了一个新的学科-表面等离激元光学。在表面等离激元波导结构中，理论和实验上已经有了很多关于金属纳米线和纳米管结构的表面等离激元研究结果。金属纳米线和金属纳米管中都只有一层金属区域，当有多个区域是金属时，相邻的金属界面之间的耦合会导致一些具有新特征的表面模式出现。
本文从理论上研究了一个有两层金属区域的纳米电缆结构上的光频电磁场的表面模式和波导模式。通过求解特定边界条件下的麦克斯韦方程组，我们得到了圆柱形金纳米电缆上的电磁场模式(电缆内层金属芯半径取50nm，外层金属包覆层厚度取30nm～200nm，中间层介质厚度取10～300nm)，并研究了这些模式随频率及电缆尺寸变化的色散关系。在频率色散曲线中，一些表面模式在等离子体频率附近拐弯，然后转变为辐射模式，这种现象可能是由金属的有限损耗引起的。在固定频率下，当介质层厚度在50nm到250nm之间变化时，我们发现，金属芯和金属包覆层上的表面等离激元模式强烈耦合，导致出现具有对称或反对称特征的表面等离激元模式。其中，具有对称特征的表面等离激元模式衰减较小，传播距离较长。在纳米电缆中，我们还发现了有趣的模式转换现象：表面模式和波导模式在特定条件下能相互转换。为了理解金属纳米电缆的结果，我们还计算了相同尺寸的金属纳米线和金属纳米管的表面模式，并与金属纳米电缆做了比较。这些结果将有助于我们理解纳米结构中的表面等离激元，对SNOM探测问题也有一些启发。