Polarisationsoptische Eigenschaften nanostrukturierter Metallfilme: Ellipsometrische Untersuchungen an Goldfilmen

In dieser Arbeit werden die optischen Eigenschaften dünner nanostrukturierter Metallfilme untersucht. Die verwendeten Goldfilme weisen ein Lochmuster ähnlich eines quadratischen Gitters mit einer Periodizität zwischen 250 nm und 400 nm auf. Es zeigt sich, dass bei den verwendeten Filmen mit Schichtdicken kleiner als 20 nm die Transmission durch den an sich semitransparenten Goldfilm aufgrund der Anregung von Oberflächenplasmonen unterdrückt wird. Zudem zeigen die nanostrukturierten Filme eine starke räumliche Dispersion. Durch die Darstellung der gemessenen Müller-Matrix-Elemente in Polarkoordinaten wird deutlich, dass die nanostrukturierten Goldfilme bei der Wechselwirkung mit Licht unter schrägem Einfall die verschiedenen Polarisationszustände des einfallenden Lichts in einer komplexen Art und Weise mischen. Dieses ist ein Hinweis auf eine strukturabhängige Drehung des Polarisationszustandes und hat Ähnlichkeit mit optischer Aktivität. Ursache für die Polarisationsdrehung bei quadratischen Lochmustern ist die räumliche Dispersion, d. h. die für hochsymmetrische Strukturen vorhergesagte quadratische Abhängigkeit der dielektrischen Funktion vom Wellenvektor.