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相似文献
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1.
利用格林函数推导出金属纳米结构电子能量损失谱的计算公式,基于时域有限差分方法对几种典型的结构进行建模仿真,数值模拟运动电荷和结构的距离、液晶环境材料对电子能量损失谱的调节作用.仿真结果表明:当增加电子与纳米结构的距离时,电子能量损失谱谱峰降低;当添加液晶材料或各向同性衬底材料时,电子能量损失谱的峰值发生明显红移,但液晶的光轴倾角改变对峰值的调制作用有限.通过计算电子能量损失谱研究金属纳米结构表面等离子激元共振特性,为高度复杂的等离子体激元纳米结构的设计提供了理论基础.  相似文献   

2.
推导了任意形状金属纳米结构的局域表面等离子体共振波长的解析解,分析了金属纳米结构的形状对其消光特性的影响。计算与分析结果表明,在空气中(折射率n=1.0),某种金属的纳米结构的消光光谱谐振波长仅与形状有关,形状参数L可以拟合为宽高比的二次函数,且二次项的系数代表了金属纳米结构的尖锐程度,形状越尖锐,谐振波长便越长。共振波长的研究对根据需要合理设计金属纳米结构具有重要的指导意义。  相似文献   

3.
基于时域有限差分(FDTD)法,从麦克斯韦方程组出发,结合周期边界条件将完全匹配层SAC-PML吸收边界条件应用到所建立的光栅数值模型中.对光栅结构和光滑表面结构的光谱特性进行了数值计算,得到了TM波入射时结构的吸收率,讨论了金属光栅耦合的表面等离子极化(SPPs)和空腔谐振模(Microcavity Mode)现象....  相似文献   

4.
提出了一种在银层上面覆盖一层金的四棱台复合纳米结构。采用离散偶极子近似(DDA)方法,针对光激发复合金属纳米粒子的局域表面等离子体共振(LSPR)进行研究,讨论了四棱台纳米粒子金银复合结构在不同尺寸、不同混合比等条件下的消光特性及折射率灵敏度。计算结果显示,在银层厚度为50 nm的四棱台纳米粒子上覆盖金层,其折射率灵敏度不变。同时,四棱台银纳米粒子厚度的增加会使其消光峰值波长蓝移。金材料比例的增加会使金银复合纳米结构的消光峰值波长红移。当金银复合结构的纳米粒子的厚度大于自由电子的平均自由程时,其局域表面等离子体激发强度不发生变化。  相似文献   

5.
理论设计了介质光栅/金属薄膜与银纳米立方体复合结构,通过有限元方法数值模拟计算了该结构中的超高电场增强因子.使用442nm波长的激光作为表面等离子体的激发光源,研究不同尺寸银纳米立方体的消光谱以及不同光栅周期和厚度的反射光谱,得到的该复合结构的最优参数为:光栅周期312nm,厚度90nm,银纳米立方体70nm.在最优参数条件下,数值模拟了复合结构中的电场增强分布,介质光栅/金属薄膜与银纳米立方体复合结构由于存在局域表面等离子体和传播表面等离子体的共振耦合,使得光栅脊与银纳米立方体下顶点接触处热点的电场增强因子高达1.53×106.该复合结构产生的超高电场增强因子,有望应用于表面增强拉曼散射的研究.  相似文献   

6.
采用三维时域有限差分法,数值研究了等高、等体积下不同形状金属纳米颗粒的局域表面等离子体的共振性质及其规律,得到了面形状因子对共振波长的影响关系。研究表明,沿偏振方向的形状变化对共振波长偏移有重要贡献,在空气中,确定金属纳米结构局域表面等离子体共振波长的形状参数L可采用偏振方向上的纵横比和面形状因子描述,L可以拟合为纵横比和面形状因子乘积的线性函数。得到了等高、等体积下不同形状金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振的电场能量和共振波长的关系,面形状因子越小,形状越尖锐,电场能量越高,共振波长红移。研究结果为进一步了解金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振性质提供有益的参考。  相似文献   

7.
一维金属光栅的透射光学特性   总被引:4,自引:0,他引:4       下载免费PDF全文
谈春雷  易永祥  汪国平 《物理学报》2002,51(5):1063-1067
利用时域有限差分法模拟了一维金属光栅的透射光场的分布及光栅厚度等因素对透射光谱的影响.结果表明:特定波长的光通过金属光栅中的亚波长狭缝时有异常大的透过率增强.分析其物理起源,认为是类FabryPerot(FP)腔作用的结果.基底介电常量对类FP腔长度的调制导致了对透射光谱的影响.金属光栅表面激发的表面等离子体激元波与多缝干涉一样,对透射光谱有一定的影响,但不是形成增强的原因 关键词: 金属光栅 透射光学特性  相似文献   

8.
刘镜  刘娟  王涌天  谢敬辉 《中国光学》2011,4(4):363-368
亚波长金属光栅在共振波长处有光场局域增强、异常透射等现象,为深入认识其共振机制,本文研究了亚波长金属光栅的表面等离子体激元(SPP)共振特性。通过研究不同金属光栅的几何结构以及金属介电常数对SPP共振波长的影响,获得了3种共振波长的基本物理机制。采用周期边界元法进行数值模拟,在边界积分方程的基础上结合平面波展开方法来处理任意形状的周期性结构。模拟结果表明,3种共振波长可以分别由金属的材料、金属光栅周期和金属光栅厚度所调谐。该研究为微纳米光学器件的设计提供了依据。  相似文献   

9.
亚波长金属光栅在共振波长处有光场局域增强、异常透射等现象,为深入认识其共振机制,本文研究了亚波长金属光栅的表面等离子体激元(SPP)共振特性。通过研究不同金属光栅的几何结构以及金属介电常数对SPP共振波长的影响,获得了3种共振波长的基本物理机制。采用周期边界元法进行数值模拟,在边界积分方程的基础上结合平面波展开方法来处理任意形状的周期性结构。模拟结果表明,3种共振波长可以分别由金属的材料、金属光栅周期和金属光栅厚度所调谐。该研究为微纳米光学器件的设计提供了依据。  相似文献   

10.
大面积金纳米线光栅的制备   总被引:1,自引:1,他引:0  
李响  庞兆广  张新平 《光子学报》2014,40(12):1850-1854
利用激光干涉光刻和金纳米颗粒胶体溶液制备了宽度在100 nm以下且总面积达到平方厘米量级的金纳米线光栅结构.制备过程中,首先在表面镀有厚度约为200 nm的铟锡氧化物薄膜的面积为1 cm×1 cm的玻璃基片表面旋涂光刻胶,然后利用紫外激光干涉光刻制备光刻胶纳米光栅结构.有效控制干涉光刻过程中的曝光量、显影时间,获得小占空比的光刻胶光栅.再以光刻胶纳米光栅作为模板,旋涂金纳米颗粒胶体溶液.充分利用金纳米颗粒胶体溶液在光刻胶表面浸润性差的特点,限制旋涂后留存在光刻胶光栅槽中金纳米颗粒的数量,从而达到限制金纳米线宽度的目的.最后在250℃将样品进行退火处理5 min.获得了周期为400 nm且占空比小于1:4的金纳米线光栅结构,其有效面积为1 cm2.以波导共振模式与粒子等离子共振模式间耦合作用为特征的光谱学响应特性验证了波导耦合金属光子晶体的成功制备,为小传感体积新型生物传感器的开发提供了性能良好的金属光子晶体芯片.  相似文献   

11.
金(Au)亚波长光栅被溅射到经典硅基液晶(LCoS)的ITO电极上,它与薄液晶盒和底层铝电极组成复合共振波导结构,简称GLCoS。与基于液晶传播效应的LCoS截然不同,在GLCoS中,上电极的表面等离激元与光栅槽中的TM-FP (TM-Fabry Pérot)共振耦合,诱导一个0阶反射的相位调制;铝(Al)电极既是反射背板又与Au光栅、薄液晶盒组成波导,使共振耦合得到增强。在操控光波阵面的同时,GLCoS也作为电控器件,施加电压改变液晶的折射率,进而控制开腔FP的边缘介质条件,达到有源0~2π相位调制。实验结果表明,本文结构可用于1μm量级像素的相位空间光调制器,在高空间带宽积的全息视频显示中具有广阔的应用前景。  相似文献   

12.
We review our recent results concerning surface-enhanced Raman scattering (SERS) by confined optical and surface optical phonons in semiconductor nanostructures including CdS, CuS, GaN, and ZnO nanocrystals, GaN and ZnO nanorods, and AlN nanowires. Enhancement of Raman scattering by confined optical phonons as well as appearance of new Raman modes with the frequencies different from those in ZnO bulk attributed to surface optical modes is observed in a series of nanostructures having different morphology located in the vicinity of metal nanoclusters (Ag, Au, and Pt). Assignment of surface optical modes is based on calculations performed in the frame of the dielectric continuum model. It is established that SERS by phonons has a resonant character. A maximal enhancement by optical phonons as high as 730 is achieved for CdS nanocrystals in double resonant conditions at the coincidence of laser energy with that of electronic transitions in semiconductor nanocrystals and localized surface plasmon resonance in metal nanoclusters. Even a higher enhancement is observed for SERS by surface optical modes in ZnO nanocrystals (above 104). Surface enhanced Raman scattering is used for studying phonon spectrum in nanocrystal ensembles with an ultra-low areal density on metal plasmonic nanostructures.  相似文献   

13.
本文利用离散点偶极子近似方法(DDA)研究了金和银纳米粒子二维周期阵列的光学性质。研究结果表明二维周期阵列的消光性质及其表面等离子共振(SPR)波长受到阵列内粒子组成材料、粒子形状尺寸、阵列周期和阵列排布方式等因素的影响。对于二维正方阵列,当周期较小时(一般小于300 nm),阵列的共振波长主要取决于粒子组成材料和形状尺寸;当周期与阵列单体的共振波长附近时,阵列的消光谱中会出现极窄且锐的SPR共振峰,峰位只与阵列的周期值相关。改变阵列在平行和垂直于入射光偏振方向的周期,可以方便地调节二维长方阵列的共振峰的峰位和峰宽。  相似文献   

14.
We have examined the changes in the extinction of island metal films that occur as a result of their contact with a liquid crystal or polymethylmethacrylate. The morphology of surface nanostructures has been investigated. We have revealed that, upon immersion of an island metal film into a liquid medium molecules of which are polar, the shift of the plasmon resonance in the extinction spectrum and the increase in the extinction at the frequency of this resonance can substantially differ from the shift and the extinction increase theoretically calculated for an isotropic surrounding substance. We have shown that the reason for these differences is the local anisotropy of the refractive index of the medium in the immediate vicinity of metal particles, which is determined both by the shape of particles and by the degree of occupation of the substrate surface.  相似文献   

15.
Frequency response of metal clad planar optical waveguides   总被引:2,自引:0,他引:2  
The propagation characteristics of metal clad planar optical waveguide as a function of wavelength are investigated theoretically for Al, Ag, and Au. The results obtained show that attenuation of the propagation modes in these guides is highly dependent on wavelength, which can be used to design an efficient integrated optical waveguide polarizer with high extinction ratios, or to select the wavelength for the surface plasmon based metal clad optical waveguide sensors. It is observed that Al is the only metal that still supports the surface plasmons in the UV region.  相似文献   

16.
非线性光栅的自适应光限幅   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
李燕  徐迈  李也凡 《发光学报》2000,21(3):273-275
首次采用液晶为自聚焦媒质,夹在内表面刻有光栅的两玻璃片间,以Ar离子激光514.5nm波长的激光束垂直入射到光栅上,实验验证了该光栅的自适应光限幅特征。  相似文献   

17.
陈泳屹  秦莉  王立军  刘益春 《发光学报》2013,34(8):1040-1045
提出一种利用表面等离子体耦合的金属光栅结构,该光栅结构因入射光的方向和耦合表面等离子体的条件不同,从不同方向入射时会有不同的透射率。周期为500 nm、填充因子为0.7的Au-SiO2光栅结构在565~589 nm波段具有单向透射性。当填充因子为0.662时,最大透射对比率达3×104。当光栅厚度为60 nm时,入射波长在570~630 nm之间的透射对比率均可达到5以上,最高透射率为43%。当光栅周期为1 100 nm时,1 530~1 590 nm波段的透射对比率均大于5,可以满足中红外波段的应用。  相似文献   

18.
We described the use of a metal grating embedded with a dielectric layer in the grating groove as a highly efficient polarizing beam splitter (PBS), to reflect s-polarized light and transmit p-polarized light in a wide spectrum band. This novel structure is designed at a wavelength of 1550 nm to be used in the optical communication wavelength band. High polarization efficiency and extinction ratio for both reflected and transmitted light are obtained by optimization of the designed structure. Moreover, it is shown that this structure can exhibit extremely high extinction ratio in the optical communication band with less dependence on the grating parameters and on the incidence angle, which greatly ease the fabrication of such kind of gratings.  相似文献   

19.
In this paper we overview our recent studies of anisotropic noble metal (e.g. gold and silver) nanoparticles, in which a combination of theory and experiment has been used to elucidate the extinction spectra of the particles, as well as information related to their surface enhanced Raman spectroscopy. We used wet-chemical methods to generate several structurally well-defined nanostructures other than solid spheres, including silver nanodisks and triangular nanoprisms, and gold nanoshells and multipods. When solid spheres are transformed into one of these shapes, the surface plasmon resonances in these particles are strongly affected, typically red-shifting and even splitting into distinctive dipole and quadrupole plasmon modes. In parallel, we have developed computational electrodynamics methods based on the discrete dipole approximation (DDA) method to determine the origins of these intriguing optical features. This has resulted in considerable insight concerning the variation of plasmon wavelength with nanoparticle size, shape and dielectric environment, as well as the use of these particles for optical sensing applications.  相似文献   

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