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相似文献
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1.
熊志成  朱丽霖  刘诚  高淑梅  朱健强 《物理学报》2015,64(24):247301-247301
设计了一种带有纳米天线的金属微腔结构, 以实现高强度表面等离子的定向激发. 在利用双狭缝结构实现表面等离子体波定向激发的基础上, 分别结合共振增强和干涉相长原理, 在传统结构的入射端面上添加纳米天线结构, 并增加狭缝通道数, 实现了定向激发的表面等离子体波的能量增强. 基于纳米天线的多通道高强度定向表面等离子体波激发装置结构简单, 系统紧凑, 并能够有效提高定向传播的表面等离子体波的能量密度和传播距离, 其对微纳光学传输和高密度光学集成领域等方面的研究具有重要意义.  相似文献   

2.
表面等离子体激元纳米激光器技术及应用研究进展   总被引:1,自引:0,他引:1  
传统半导体激光器由于采用光学系统反馈而存在衍射极限,其腔长至少是其发射波长的一半,因此难以实现微小化。基于表面等离子体激元的纳米激光器可以实现深亚波长乃至纳米尺度的激光发射,而且现代微纳加工技术的逐步成熟,也为亚波长乃至纳米量级激光器的研制提供了成熟的技术条件。本文重点综述了国际上已成功实验验证的基于表面等离子体激元的纳米激光器的最新研究进展,综述了表面等离子体激元的基本原理,给出了若干种表面等离子体激元纳米激光器的结构和特点,指出该类激光器现存问题主要表现在激元损耗高及由此引起的制备工艺和电泵浦涉及的技术难题。文中最后展望了纳米激光器的应用和研究前景。  相似文献   

3.
张树宇  辛煜  宁兆元  梁荣庆 《物理》2007,36(10):771-776
微等离子体已成为近年来国际上低温等离子体研究的热点课题之一。微等离子体是被限制在一个有限的空间范围内(尺度为毫米量级甚至更低)的等离子体,它通常能够运行在大气压条件下,它的低功耗、高密度、高稳定等特性以及其小巧、经济、便携等优势,为其在紫外光源的获得、微化学分析系统、生物医学、材料表面改性和加工、环境污染物的处理等领域提供了广泛的应用空间。文章对微等离子体及其应用进行了综述,介绍了各种微等离子体源的产生方法,以及它们在不同领域的研究和应用情况。  相似文献   

4.
设计了褶皱石墨烯波导结构激发表面等离子体激元,通过设计周期阵列结构实现了表面等离子体激元传播损耗的补偿.理论分析了周期阵列结构的表面等离子体激元传播模型和补偿损耗的方式,结果表明褶皱衍射激发表面等离子体激元波导不仅能够激发表面等离子体激元,还能利用表面等离子体激元波矢关系实现器件参数控制,周期阵列增益全程补偿损耗的方式可以显著增加表面等离子体激元的传播距离.数值分析结果进一步表明:该结构具备了保持亚波长尺寸的强局域化优势;周期阵列增益全程补偿可以显著提高纳米腔中的电场强度,降低传输损耗;波导结构的粒子反转水平较高,自发辐射噪声的扰动较低.设计的石墨烯波导器件可以为微纳光学集成、光子传感和测量等领域提供理想的亚波长光子器件.  相似文献   

5.
张利伟  赵玉环  王勤  方恺  李卫彬  乔文涛 《物理学报》2012,61(6):68401-068401
使用时域有限差分法,研究了各向异性特异材料(AMM)作为包层的AMM/介质/AMM波导中表面等离子体的共振性质.色散关系表明,当特异材料为负磁导率的always-cutoff型时,AMM/介质/AMM波导支持TE极化的表面等离子体,表面等离子体的波长随着中间介质层的厚度和特异材料磁等离子体频率的减小而变短.在有限长度AMM/介质/AMM波导中,由于两端界面的反射,表面等离子体模在波导中形成Fabry-Perot共振,而实现亚波长的表面等离子体微腔.在共振频率,电场强度在微腔的中部达到最大值,而磁场分别在两端界面处达到最大,电磁能强局域在中间介质层中,这一性质将在可调的具有强局域特性的亚波长微腔及腔量子电动力学中具有潜在的应用.  相似文献   

6.
顾本源 《物理》2007,36(4):280-287
表面等离子体是沿着导体表面传播的波,当改变金属表面结构时,表面等离子体激元(surface plasmon polaritons,SPPs)的性质、色散关系、激发模式、耦合效应等都将产生重大的变化.通过SPPs与光场之间相互作用,能够实现对光传播的主动操控.表面等离子体光子学(plasmonics)已成为一门新兴的学科,它的原理、新颖效应以及机制的探究,都极大地吸引研究者们的兴趣.SPPs具有广阔的应用前景,例如,应用于制作各种SPPs元器件和回路,制作纳米波导、表面等离子体光子芯片、耦合器、调制器和开关,应用于亚波长光学数据存储、新型光源、突破衍射极限的超分辨成像、SPPs纳米光刻蚀术、以及生物光学(作为传感器和探测器).文章介绍了表面等离子体光子学原理、新颖效应和物理机制,并简述若干应用。  相似文献   

7.
基于表面等离激元 (SPP) 的表面波等离子体 (SWP) 源, 具有高密度、低温度及高产率等优异性能, 其应用在电子器件微纳加工、材料改性等领域. 但由于SPP激励SWP放电的电离过程难于用理论分析和实验测量描述, 因而SWP源均匀稳定产生的电离发展过程一直未研究清晰. 本文以SWP放电的数值模拟为研究手段, 采用等离子体与电磁波相互作用的粒子模拟 (PIC) 方法, 结合蒙特卡罗碰撞 (MCC) 方法处理碰撞效应的优势, 研究气体压强影响电离过程的电磁能量耦合机理. 模拟结果表明SWP的高效产生是SPP的局域增强电场致使, 气体压强能够改变波模共振转换的出现时刻而影响了SWP的电离发展过程. 本文的研究成果展示了SPP维持SWP放电的电离过程, 可为下一代米级SWP源的参数优化提供设计建议. 关键词: 表面波等离子体 表面等离激元 粒子模拟 电离过程  相似文献   

8.
结合扫描隧道显微镜(STM)与电子能谱仪是实现表面微区元素分析的途径之一.我们将环形电子能量分析器和三维扫描探针系统相结合,建立了一台扫描探针电子能谱仪(SPEES).通过测量针尖近场发射束流激发的Au表面能量损失谱,我们用研究了Au原子的等离子体激元激发现象.进一步通过改变针尖-样品距离,我们研究了Au等离子体激元峰与弹性散射峰的强度比随针尖-样品距离变化的关系.研究结果发现该强度比与针尖-样品距离的关系并不是单调变化,而是在一个特定位置存在极大.  相似文献   

9.
低温等离子体对材料的表面改性   总被引:3,自引:0,他引:3  
 冷等离子体对材料的表面改性,通过放电等离子体来优化材料的表面结构,是一种非常先进的材料表面改性方法。冷等离子体的特殊性能可以对金属、半导体、高分子等材料进行表面改性,该技术已广泛应用于电子、机械、纺织等工程领域。等离子体是“物质的第四态”,它是由许多可流动的带电粒子组成的体系。等离子体的状态主要取决于它的化学成分、粒子密度和粒子温度等物理化学参量,其中粒子的密度和温度是等离子体的两个最基本参量。实验室中采用气体放电方式产生的等离子体主要由电子、离子、中性粒子或粒子团组成。  相似文献   

10.
表面等离子体激元微盘的优化设计及应用   总被引:1,自引:0,他引:1  
卢启景  吴根柱  陈达如  刘军  刘旭安  周沛 《光学学报》2012,32(7):714002-153
表面等离子体激元(SPP)微腔具有很高的品质因子和极小的模式体积,在光电子器件研究方面具有重要的应用价值。采用有限元法对表面等离子体激元的金属覆盖介质微盘谐振腔进行理论模拟,研究考虑微盘底半径、介质层厚度及金属膜厚度等参数对微盘表面等离子体模的品质因子及模体积的影响。研究表明,在光通信波段1550nm附近获得高品质因子(1000以上),极低模式体积的表面等离子体微盘。最后研究了利用优化设计的微盘进行折射率传感的应用,获得了高达300nm/RIU的折射率传感灵敏度。  相似文献   

11.
M B Pande  S Dutta Gupta 《Pramana》1991,37(4):357-362
We present exact numerical results for a symmetric layered medium (prism/Ag film/nonlinear dielectric/Ag film/prism) where the middle dielectric slab is assumed to have a saturation-type nonlinearity. We show bistable behaviour in the power dependence of the reflectivity ofp-polarized light under the condition when coupled surface modes are excited in the structure. Moreover, we study the effect of saturation on the bistable behaviour to show that multivalued character is inhibited by saturation effects. The field distributions corresponding to the minimum reflectivity states of the nonlinear structure are also presented.  相似文献   

12.
任艳东  郝淑娟  邱忠阳 《物理学报》2013,62(14):147302-147302
利用简单的化学气相沉积方法在低温下高产量地合成了ZnO纳米带, 并利用磁控溅射对样品进行表面修饰, 制备了Au-ZnO复合纳米带. 通过扫描电镜、透射电镜及微区拉曼等手段系统地研究了表面修饰对ZnO 纳米材料发光性能的影响.结果表明, 在ZnO纳米带上溅射Au纳米颗粒, 可有效增强其近带边发光并使可见发光强度发生淬灭, 从而增强ZnO纳米带的发光性能. ZnO纳米带发光增强因子η最大可达到85倍. 基于Au纳米颗粒的散射、吸收、Purcell增强因子, 以及Ostwald熟化理论, 又进一步探讨了Au-ZnO复合材料的发光机制. 采用表面等离子体耦合的方法可以有效地提高光电半导体器件的发光效率. 关键词: 表面等离体子 光致发光 氧化锌  相似文献   

13.
We present a systematic experimental investigation on visible light collimation by a nanostructured slit flanked with a pair of periodic array of grooves in gold thin film. A wide variety of aspects are considered, such as the polarization state, the transport path of incident light, the groove-groove spacing, the groove width and depth. Our results clearly show that the relationship between the collimation wavelength and the periodicity of the slit-groove structure accords well with the surface plasmon dispersion model proposed by previous researchers. Furthermore, the surface plasmon wave phase retardation effect induced by the surface structure is also verified via the measurement for samples with different groove widths and depths. These results indicate that the detailed geometry of the groove structure has obvious impacts on the collimation effect and the angular distribution of the diffraction light in the subwavelength plasmonic system.  相似文献   

14.
Efficient amplification of spoof surface plasmon polaritons (SPPs) is proposed at microwave frequencies by using a subwavelength‐scale amplifier. For this purpose, a special plasmonic waveguide composed of two ultrathin corrugated metallic strips on top and bottom surfaces of a dielectric substrate with mirror symmetry is presented, which is easy to integrate with the amplifier. It is shown that spoof SPPs are able to propagate on the plasmonic waveguide in broadband with low loss and strong subwavelength effect. By loading a low‐noise amplifier chip produced by the semiconductor technology, the first experiment is demonstrated to amplify spoof SPPs at microwave frequencies (from 6 to 20GHz) with high gain (around 20dB), which can be directly used as a SPP amplifier device. The features of strong field confinement, high efficiency, broadband operation, and significant amplification of the spoof SPPs may advance a big step towards other active SPP components and integrated circuits.

  相似文献   


15.
王培培  杨超杰  李洁  唐鹏  林峰  朱星 《物理学报》2013,62(16):167302-167302
金属薄膜上制备的表面等离激元颜色滤波器具有很强的颜色可调性. 在200 nm厚的金膜上, 通过聚焦离子束刻蚀, 制备一系列周期逐渐变化的圆形、方形、矩形亚波长尺寸小孔方阵列表面等离激元颜色滤波器, 改变入射光的偏振方向, 观察其超透射滤波现象. 研究发现: 对于矩形小孔阵列, 其透射光颜色随入射光偏振方向的变化而改变; 而对于圆形、方形的小孔阵列, 其透射光颜色对入射光的偏振方向并不敏感. 分析表明, 对于金膜上刻蚀的小孔结构, 虽然结构的周期性导致的表面等离激元极化子会对透射光的颜色变化产生一定影响, 但是随小孔形状变化的局域表面等离激元共振才是影响透射光颜色的决定性因素. 如果入射光没有在小孔中激发出局域表面等离激元, 则表面等离激元极化子对透射光的影响也会消失. 根据不同形状小孔周期结构透射光颜色随入射光的偏振变化特点, 制备出了包含两种小孔形状的复合周期结构. 随着入射光偏振方向的改变, 该结构会显示出不同的颜色图案. 关键词: 表面等离激元极化子 局域表面等离激元 颜色滤波器 亚波长小孔阵列  相似文献   

16.
A new scheme focusing on the surface plasmon polariton interferometry between the metal and dielectric interface is introduced. The phase shift is measured by using surface plasmon polariton wave, generated at the interface of metallic and dielectric media. The phase shift of SPPs is modi?ed under phase and amplitude control of complex conductivity for interferometry. The control ?elds strongly in?uence the phase shift of SPPs for detection of molecular motion. The phase shift of SPPs is further modi?ed by Plasmon polariton Fizeaus dragging effect. We measure 20%–25%fractional change in delay and their phases shift between two left and right SPPs modes. Our results may have signi?cant applications in sensor interferometer technology.  相似文献   

17.
适配体以其合成、修饰、固定等方面的优势,在生物分子识别领域有广泛的应用。基于表面等离子共振的传感技术具有非标记、无需前处理、实时监测等优点。适配体与表面等离子共振相结合研制的生物传感器在生物传感领域具有重要的应用价值,本文综述了基于适配体-表面等离子共振的生物传感技术及应用。  相似文献   

18.
Yuee Li  Xiaoping Zhang   《Optics Communications》2008,281(19):5009-5013
Pulse propagation equation of nonlinear dispersion surface plasmon waveguide is educed strictly from wave equation. The nonlinear coefficient is defined and then used to assess and compare the nonlinear characteristic of three popular 1-D surface plasmon waveguides: the single metal–dielectric interface, the metal slab bounded by dielectric and the dielectric slab bounded by metal. SPM (self-phase modulation) of the typical surface plasmon waveguide is predicted and discussed.  相似文献   

19.
A geometrical configuration of Fe2O3/Au core-shell nanorice dimer is proposed and its multipolar plasmon Fano- like resonance characteristics are theoretically investigated by generalizing the plasmon hybridization model of individual nanorice to the bright and dark modes of the nanorice dimer. Under the irradiation of polarization light, the extinction spectra of the nanorice dimer are numerically simulated by using the finite element method (FEM). Our studies show that the Fano-like resonance of the nanorice dimer results in an asymmetric line shape of the Fano dip in the extinction spectrum which can be controlled by varying the structure parameters of the nanorice dimer. Meanwhile, there is a giant field enhancement at the gap between the two nanorices on account of the plasmonic coupling in the nanorice dimer. The aforementioned two characteristics of the nanorice dimer are useful for plasmon-induced transparency and localized surface plasmon resonance sensors.  相似文献   

20.
We review applications of the superposition model (SPM) in EMR area, which enables semi-empirical modeling of zero-field splitting (ZFS) parameters (ZFSPs) for transition ions in crystals by separation of geometrical and physical information. Nomenclature used for ZFS and crystal field (CF) Hamiltonians is presented to expose common framework underlying two independent implementations: SPM/ZFS and SPM/CF, which require distinct model parameters. SPM/ZFSP applications in EMR area for S-state 3d5 (4f7) ions and 3dN ions with orbital singlet ground state are reviewed. SPM/ZFS methodology for MLn complexes [central metal (M) ion surrounded by n ligands (L)] with specific symmetry is presented. SPM-related computer packages combined with other methods, role of axis systems in SPM analysis, and structural models for several ion-host systems, are discussed. Extensive survey of SPM/ZFS applications is provided to elucidate usefulness of SPM modeling for interpretation of ZFSPs. This review is geared for EMR practitioners interested in practical utilization of SPM/ZFS (or SPM/CFP) analysis. Database of SPM/ZFS references is compiled for studies of single molecule magnets and single ion magnets based on transition ions. Due to its comprehensiveness, suitable sets of model parameters required for practical utilization SPM/ZFS may be easily located using source references as pointers.  相似文献   

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