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基于超表面的Tamm等离激元与激子的强耦合作用 下载：57 浏览：419

吴晗 吴竞 宇陈卓 《现代物理学报》 2020年2期

摘要:
本文研究了由超表面-介质间隔层-分布式布拉格反射器(distributed Bragg reflector， DBR)构成的等离激元微腔结构中的Tamm等离激元及其与激子间的相互作用.利用超表面中的结构参数变化能够调控光在其表面的反射位相这一特性，可以在微腔结构的介质间隔层厚度保持不变时，通过调节超表面的结构参数来调控微腔结构所支持的Tamm等离激元模式的共振位置，从而为Tamm等离激元模式的调控提供更多自由度.相比于传统金属薄膜-介质间隔层-DBR结构，我们发现超表面的引入及其对反射位相的调控可以使超表面-介质间隔层-DBR结构在更小的间隔层厚度下支持共振在相同波长处的Tamm等离激元模式.此外，结合超表面对场的局域特性，可以有效地降低Tamm等离激元模式体积.在此基础上，对比研究了传统的和基于超表面的Tamm等离激元与单层二硫化钨(WS2)的相互作用，发现基于超表面的Tamm等离激元可以产生更强的光子与激子的强耦合作用，获得更大的拉比(Rabi)劈裂.

基于合金介电常数的可控特性增强光子自旋霍尔效应 下载：48 浏览：375

万婷1 罗朝明1 闵力2 陈敏1 肖磊1 《现代物理学报》 2019年8期

摘要:
基于平面角谱理论，系统研究了BK7玻璃-合金薄膜-空气结构中合金介电常数的变化对反射光自旋霍尔效应的调控规律.数值仿真结果表明，该结构发生表面等离激元共振的共振角主要受合金介电常数实部的影响，随介电常数实部的增加而增大，而虚部对共振角变化的影响相对较小.不同介电常数合金在其共振角处得到的较大光子自旋霍尔效应横移呈集中的带状分布，选取介电常数-2.8+1.6i的Ag-Ni合金时，光子自旋霍尔效应横移能达到1.2×10～5 nm.研究还发现将入射角固定为44.1°时，光子自旋霍尔效应横移随合金介电常数的变化呈轴对称分布，并以最大值为中心呈球面状辐射，离中心点越远光子自旋霍尔效应横移越小.选取介电常数-10.6+1.2i的Ag-Au合金时，光子自旋霍尔效应横移最大能达到8000 nm，相比于以往纯金属纳米结构BK7玻璃-金-空气中得到的最大光子自旋霍尔效应横移3000 nm有了较大的提高.该研究不仅能够有效增强光子自旋霍尔效应，还能为设计等离激元共振传感器等纳米光子器件提供理论依据.

银纳米线表面等离激元波导的能量损耗 下载：61 浏览：394

王文慧 张孬 《现代物理学报》 2018年4期

摘要:
金属纳米结构的表面等离激元可以突破光学衍射极限，为光子器件的微型化和集成光学芯片的实现奠定基础.基于表面等离激元的各种基本光学元件已经研制出来.然而，由于金属结构的固有欧姆损耗以及向衬底的辐射损耗等，表面等离激元的传输能量损耗较大，极大地制约了其在纳米光子器件和回路中的应用.研究能量损耗的影响因素以及如何有效降低能量损耗对未来光子器件的实际应用具有重要意义.本文从纳米线表面等离激元的基本模式出发，介绍了它在不同条件下的场分布和传输特性，在此基础上着重讨论纳米线表面等离激元传输损耗的影响因素和测量方法以及目前常用的降低传输损耗的思路.最后给出总结以及如何进一步降低能量损耗方法的展望.表面等离激元能量损耗的相关研究对于纳米光子器件的设计和集成光子回路的构建有着重要作用.

Al纳米颗粒尺寸对LSPR特性影响的模拟与分析 下载：26 浏览：333

彭浩程1 葛成1 周婧1 陈鹏1，2 施毅1 张荣1 郑有炓1 《光电子进展》 2020年5期

摘要:
以能够在紫外波段产生局域表面等离激元共振的Al纳米颗粒作为研究对象,利用时域有限差分法(FDTD)对立方柱形Al纳米结构的近场局域增强和远场特性进行了模拟与分析。首先对不同尺寸的立方柱形Al纳米颗粒的远场消光特性进行分析;结果表明,增大纳米颗粒尺寸,共振峰红移,并且局域表面等离激元共振峰呈现出一定的展宽,其消光系数先增大后减小。其次分析了在局域表面等离激元共振波长下的近场增强特性;结果表明,金属纳米颗粒对该共振波长下的电场增强效果显著。从研究中发现,Al纳米结构的尺寸会对其LSPR效果产生显著影响,可以通过改变尺寸参数来调控纳米结构的LSPR特性,实现紫外波段的局域表面等离激元的共振激发。

非对称圆环槽-圆环狭缝结构的共振干涉光谱及传感特性 下载：60 浏览：449

杜澜 王鸣 邓彩松 郭余庆 潘庭婷 黄燕 《光电子进展》 2018年4期

摘要:
提出了一种基于非对称圆环槽和圆环狭缝的干涉型表面等离激元传感器,设计了结构,通过时域有限差分法(FDTD)研究了其干涉光谱和传感原理,得到了仿真结果和光学响应特性。该结构主要利用非对称半圆环凹槽-环形狭缝的结构,形成两干涉臂、四光束干涉的表面等离激元传感器。作为非对称圆环槽-圆孔干涉仪和线性槽-缝-槽干涉仪的一般化结构,非对称圆环槽-圆环狭缝(S-Gs)干涉仪有更强的光透射和更好的传感特性,传感灵敏度最高为线性槽-缝-槽干涉仪的10倍。仿真结果证实了该干涉光谱随环境折射率变化偏移,展现了良好的传感特性,有助于微型生化传感器的发展。
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