研究目的
研究浸没在液体中并由共振光源照射的金属纳米颗粒周围形成的等离激元气泡的收缩动力学,重点关注两种不同的收缩阶段:由蒸汽凝结主导的快速部分气泡收缩和由慢速扩散控制的气泡溶解。
研究成果
研究表明,等离子体气泡收缩包含两个不同阶段:受气泡形成历史影响的快速蒸汽冷凝阶段,以及取决于溶解空气浓度的缓慢扩散阶段。随着空气浓度变化,观察到气泡溶解的标度律发生转变,并从理论上对此进行了解释。
研究不足
该研究仅限于特定的激光功率、脉冲持续时间和溶解空气浓度条件。液体中的初始温度分布不确定,这影响了收缩阶段转换期间模型预测的准确性。
1:实验设计与方法选择:
研究激光照射下金属纳米颗粒周围液体中等离子体气泡的形成过程,观察其收缩动力学特征,并采用理论模型解释观测现象。
2:样本选择与数据来源:
使用熔融石英基底上的金纳米颗粒浸入不同溶解空气浓度的水中,通过高速成像采集数据。
3:实验设备与材料清单:
连续波激光器、声光调制器、高速摄像机及用于测量空气浓度的氧含量仪。
4:实验步骤与操作流程:
利用不同功率和持续时间的激光脉冲形成气泡,并记录激光关闭后的气泡收缩过程。
5:数据分析方法:
采用图像分割算法提取气泡参数,并将理论模型与实验数据进行对比。
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High-speed camera
Photron SA7
Photron
Used for imaging the bubble formation and shrinkage.
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High-speed camera
Photron SA1
Photron
Used for imaging the bubble formation and shrinkage.
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Continuous-wave laser
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Used for sample irradiation to form plasmonic bubbles.
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AOTFncVIS
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Fibox 3 Trace
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