纳米柱表面等离子体共振的调制及其红外光谱增强特性研究

采用电子束直写光刻和离子束刻蚀的方法, 将具有不同周期的纳米金柱阵列制备于透明的石英衬底上. 通过对样品的透射光谱进行采集和分析可知, 改变纳米柱阵列周期可以实现在红外波段对局域表面等离子共振的精密调节. 实验结果表明, 在透射谱中共振谷的波长随着周期的增大而红移, 且红移的距离可以通过控制纳米柱阵列的周期进行调制. 理论模拟结果与实验结果在一定程度上相吻合. 此外, 还对不同高度的纳米柱阵列的透射谱进行比较和分析. 更进一步, 将制备的纳米银柱阵列和傅里叶变换光谱仪的ATR附件相耦合, 有效增强了葡萄糖溶液的吸收谱强度. 可见周期结构的纳米柱阵列可以有效增大样品表面的近场场强, 在信号传感和检测等领域有着广泛的应用前景.     

超小间距纳米柱阵列中的谐振调制

本文首先研究了具有通常柱间距（大于100 nm）的纳米柱阵列在近红外波段的光学特性并实现了通过改变阵列参数（如周期）来调制局域表面等离子体谐振. 随后,通过使用电子束直写和离子束刻蚀的方法制备出具有超小柱间距（小于50 nm）和超高密度（ultrahigh density）的纳米柱阵列并通过对表面等离子体谐振的调制实现了在可见光波段滤出不同颜色的单色光. 本文中所展示的纳米柱功能阵列可以与现有的数字光处理（digital light processing,DLP）技术相兼容进而构造具有超小像素的显示屏,可以在显示、成像等领域取得广泛的应用. 关键词： 纳米柱 超小间距 超高密度 显示     

基于法布里-珀罗腔的纳米环滤光器

同轴纳米环结构由于具有特殊的光学特性, 近年来引起了科学界的广泛关注. 本文将重点研究在以纳米环形结构为基础的法布里-珀罗腔中所存 在的两种形式的表面等离子共振, 平面型和传输型. 通过使用固定圆环阵列的周期而只改变圆环孔径大小的方法来实现调 节传输型共振并达到滤波的效果. 同时, 控制圆环阵列的周期使其足够大, 从而使得平面型共振峰位于近红外波段, 以避免对处于可见光波段的传输型共振模式形成干扰, 最终实现滤光效果. 在实验中, 通过使用周期固定为1200 nm而孔径大小从10到180 nm (以10 nm递增)的同轴圆环结构, 实现了把一束宽带的白光源分成不同颜色的单色光. 实验结果表明, 该方法解决了天线凹槽和一维层堆光栅型滤光器都普遍存在的偏振敏感性问题, 使得类似滤光器件的应用范围更广, 更能适应非偏振的自然光. 通过有限时域差分法分析得到的理论计算结果和实验结果相匹配, 实验现象得到了很好的理论支持和解释. 关键词： 表面等离子体 同轴圆环纳米腔 透射型滤光器