Photonic spin Hall effect and terahertz gas sensor via InSb-supported long-range surface plasmon resonance

We propose a simple one-dimensional grating coupling system that can excite multiple surface plasmon resonances for refractive index(RI)sensing with self-reference characteristics in the near-infrared band.Using theoretical analysis and the finite-difference time-domain method,the plasmonic mechanism of the structure is discussed in detail.The results show that the excited resonances are independent of each other and have different fields of action.The mode involving extensive interaction with the analyte environment achieves a high sensitivity of 1236 nm/RIU,and the figure of merit(FOM)can reach 145 RIU-1.Importantly,the mode that is insensitive to the analyte environment exhibits good self-reference characteristics.Moreover,we discuss the case of exchanging the substrate material with the analyte environment.Promising simulation results show that this RI sensor can be widely deployed in unstable and complicated environments.     

Refractive index sensing of double Fano resonance excited by nano-cube array coupled with multilayer all-dielectric film

We propose a hybrid structure of a nano-cube array coupled with multilayer full-dielectric thin films for refractive index sensing.In this structure,discrete states generated by two-dimensional grating and continuous states generated by a photonic crystal were coupled at a specific wavelength to form two Fano resonances.The transmission spectra and electric field distributions of the structure were obtained via the finite-difference time-domain method.We obtained the optimal structural parameters after optimizing the geometrical parameters.Under the optimal parameters,the figure of merit(FOM)values of the two Fano resonances reached 1.7×10⁴and 3.9×10³,respectively.These results indicate that the proposed structure can achieve high FOM refractive index sensing,thus offering extensive application prospects in the biological and chemical fields.     

介观薄圆环中的间隙性超导

本文运用了唯象的Ginzburg-Landau 理论研究了介观薄圆环的间隙性超导, 给出了在外磁场作用下超导圆环出现间隙性超导现象的尺寸相图. 这种间隙性超导现象只出现在尺寸小圆环中, 而且是超导圆环区别于超导圆盘的一个特征.     

聚甲基丙烯酸甲酯间隔的金纳米立方体与金膜复合结构的表面增强拉曼散射研究

金属纳米颗粒与金属薄膜的复合结构由于其局域表面等离子体和传播表面等离子体间的强共振耦合作用,可作为表面增强拉曼散射(SERS)基底,显著增强吸附分子的拉曼信号.本文提出了一种聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)间隔的90 nm金纳米立方体与50 nm金膜复合结构的SERS基底,通过有限元方法数值模拟,得到PMMA的最优化厚度为15 nm.实验制备了PMMA间隔层厚度为14 nm的复合结构,利用罗丹明6G (R6G)为拉曼探针分子, 633 nm的氦氖激光器作为激发光源,研究了复合结构和单一金纳米立方体的SERS效应,发现复合结构可以使探针分子产生比单一结构更强的拉曼信号.在此基础上,研究了不同浓度金纳米立方体水溶液条件下复合结构中R6G的拉曼光谱.结果表明,当金纳米立方体水溶液浓度为5.625μg/mL的条件下复合结构中R6G的拉曼信号最强,且可测量R6G的最低浓度达10~(–11) mol/L.     

基于激光平面镜反射的长度测量仪的理论设计

给出了利用小型激光器和平面镜测量长度的基本原理,测量长度及其不确定度与平面镜转动角之间的关系,并例举了有关理论计算和分析．讨论了设计长度测量仪的注意事项．该长度测量仪可用于大学、中学物理实验教学和一般的长度测量．     

试论在基础物理教学中必须给学生“留下空间”

本文简要地介绍了我们在基础物理教学改革实践中,就如何给学生“留下空间”的问题所作的几点尝试,力图说明此举对培养学生综合素质尤其是提高他们的创新能力方面,所具有的重要作用,借以达到抛砖引玉之目的．     

丁·巴丁：惟一两度在同一领域荣登诺贝尔奖坛的人

本文简要地介绍了巴丁的成才之路,在固体物理学领域的杰出贡献,及与众不同、出奇制胜的科研风格．从而告诫人们,那种一味盲从于数学公式化的研究方法,是不足取的．     

一个不容忽视的教学问题——巧用柯尼希定理求解两体碰撞

从柯尼希定理出发,给出了两体碰撞前后的机械能关系,并以两个具体习题为例,说明了利用柯尼希定理求解两体碰撞问题的方法,要比用动量守恒结合能量守恒的方法更为简洁、可行.揭示了加强柯尼希定理的习题教学对培养学生一题多解的发散思维能力的重要性.     

TE0导模干涉刻写周期可调亚波长光栅理论研究

通过棱镜耦合激发非对称金属包覆介质波导结构中的TE₀导波模式, 利用两束TE₀模的干涉从理论上实现了周期可调的亚波长光栅刻写. 分析了TE₀模式的色散关系, 刻写亚波长光栅的周期与激发光源、棱镜折射率、光刻胶薄膜厚度及折射率之间的关系. 用有限元方法数值模拟了金属薄膜、光刻胶薄膜和空气多层结构中TE₀导模的干涉场分布. 研究发现, 激发光源波长越短, TE₀ 模干涉刻写的亚波长光栅周期越小; 光刻胶越厚, 刻写的亚波长光栅周期越小; 高折射率光刻胶有利于更小周期亚波长光栅的刻写. 相较于表面等离子体干涉光刻, 基于TE₀ 模的干涉可在厚光刻胶条件下通过改变激发光源、棱镜折射率、光刻胶材料折射率、特别是光刻胶薄膜的厚度等多种方式实现对亚波长光栅周期的有效调控.     

朱棣文：利用激光冷却捕捉原子的科学大师

本文通过对华裔物理学家朱棣文的成长、成功和成名的人生足迹的简要论述,较为系统地挖掘了他的教育与科研思想以及其充满爱心、情系中华的崇高品格等,从而将一个平凡而伟大的摘取诺贝尔奖桂冠的人,呈献给广大读者.