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oe1(光电查) - 科学论文

16 条数据
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  • 介电微球与等离子体纳米线耦合：一种自组装混合光学天线

    摘要： 能够结合介电光学共振与等离子体极化激元波的混合介观尺度结构，在芯片级纳米光通信与传感领域具有重要研究价值。本实验研究表明，荧光微球与银纳米线耦合可构成远程激发光学天线。通过自组装方法将荧光二氧化硅微球与单根银纳米线耦合，实现在纳米线一端激发传播表面等离子体极化激元，从而远程激发微球的斯托克斯位移回音壁模式（WGMs）。利用傅里叶平面光学显微镜研究了该体系的WGM介导荧光发射，并量化了天线的极向与方位角发射角度。值得注意的是，银纳米线厚度会直接影响角向发射模式，这为调控天线特性提供了设计参数。此外，通过三维数值模拟计算了微球与纳米线间隙连接处的电近场并将其转化为远场。本研究提供了一种结合介电光学共振与传播等离子体的自组装光学天线，可用于混合非线性纳米光子学及单分子远程传感领域。

    关键词： 光学天线、回音壁模式、分子荧光、定向发射、傅里叶平面成像

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • 自组装与激光晶化的硫系化合物超表面发光

    摘要： 亚波长周期性限域能够集体且选择性地增强局部光强，并实现对纳米尺度光致相变的调控。标准纳米加工工艺会导致光学相变材料（尤其是硫系化合物）出现几何与成分不均匀性，因为这些材料化学和热稳定性较差。本研究利用溶液法薄膜的流体特性，通过共振增强发光的自组装平面硫系纳米结构阵列，构建了全介质光学超表面。图案化硅膜作为模板塑造硫系超表面结构——溶液法制备的硫化砷超表面结构在悬浮的250纳米硅膜模板中自组装形成。该周期性纳米结构显著呈现了局域光-物质相互作用（如入射光子吸收、拉曼发射和光致发光），同时边界对热分布的调控改变了光热结晶过程，从而在场增强区域内形成各向异性纳米发射体。这种混合结构展现出波长选择性的各向异性光致发光，这是周期性纳米结构中共振导模集体响应的特征行为。共振增强的珀塞尔效应可提升局域光发射的量子效率。

    关键词： 光学天线、激光加工、光学纳米结构、超表面、拉曼发射

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 沉积角度对等离子体金纳米锥和纳米盘制备的影响

    摘要： 金属纳米锥能够呈现多种强等离子体共振现象，这些共振与强烈且易于调控的电磁热点相关联。因此它们可用于增强光-物质相互作用，或在实现特定位置传感的同时分离部分非特异性传感信号贡献。纳米锥及类似三维结构通常利用金属薄膜蒸发至圆形纳米孔过程中产生的自遮蔽效应进行制备。但文献中目前缺乏对成功沉积过程及其关键细节的完整描述。本文详细展示了采用电子束光刻与金电子束蒸发技术制备有序金纳米锥阵列的工艺过程。研究表明，沉积过程中基底在样品台上的横向位置会影响纳米结构的对称性——离轴沉积或样品倾斜会导致非对称结构形成。当沉积膜足够厚或纳米孔足够窄时，入口孔道会被堵塞并形成尖端锐利的纳米锥；反之，在薄膜较薄或纳米孔较宽的情况下则会产生平顶截头锥体。这些发现既有助于明确此类非平面纳米结构晶圆级阵列制备的固有局限，同时也为互连纳米锥等更复杂结构（如电寻址芯片）的新型制备方案提供了思路。

    关键词： 等离子体光学、光学天线、纳米圆盘、纳米锥、电子束蒸发、电子束光刻

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 来自范德华量子隧穿器件的光

    摘要： 由于原子尺度体积内电学与光学特性的复杂相互作用，对量子隧穿发光现象的理解与控制已困扰研究者四十余年。我们在此提出一种能解耦电子通道与光子通道的器件架构——范德华量子隧穿器件。其电子特性由二维原子晶体堆叠定义，而光学特性则通过外部光子架构调控。在由金、六方氮化硼和石墨烯构成的范德华异质结构中，我们发现非弹性隧穿会导致光子与表面等离极化激元的发射。将这些异质结构与光学纳米立方天线耦合后，我们在窄频带内实现了光子发射速率四个数量级的共振增强。该成果为开发量子隧穿驱动的新一代纳米光子器件开辟了道路。

    关键词： 范德瓦尔斯异质结构、非弹性电子隧穿、纳米光子学、光发射、量子隧穿、光学天线

    更新于2025-09-22 19:50:51

  • [IEEE NAECON 2018 - IEEE国家航空航天与电子会议 - 俄亥俄州代顿市 (2018年7月23日-2018年7月26日)] NAECON 2018 - IEEE国家航空航天与电子会议 - 长波红外(LWIR)光谱波段的双尖端光学天线

    摘要： 光子天线为具有可调控近场和接收增益的光接收提供了一种有效方法。目前已报道多种天线（如偶极天线、蝶形天线、圆盘天线、圆环天线和尖端偶极天线）能增强红外探测性能。本文报道了一种新型双尖端光学天线及其在长波红外（LWIR，8-12微米或25太赫兹至37.5太赫兹）波段的增强效应。通过仿真对比了双尖端光子天线与单尖端偶极天线，发现无论是单天线还是耦合天线构型，双尖端光子天线在LWIR波段均呈现更高的电场强度。未耦合的双尖端偶极天线可建模为RLC电路，而耦合的双尖端偶极天线则在透射信号与离散等离子体共振模式间表现出明显的法诺干涉现象。同时将双尖端天线的电场与相同间隙尺寸的蝶形天线进行了对比。

    关键词： 法诺型干涉、双尖端偶极天线、尖端偶极天线、表面等离子体共振、光学天线、长波红外增强

    更新于2025-09-23 08:18:19

  • [2019年IEEE欧洲激光与电光学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光学会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 超材料、安培极子与飞碟形波

    摘要： 热辅助磁记录（HAMR）技术通过将单个比特区域临时加热至居里温度，实现了硬盘面密度超过1 Tb/in2的数据写入。用于对介质施加纳米级加热的金属光学天线或近场换能器（NFT）可能产生数百摄氏度的自发热。当NFT达到如此极端温度时，现有HAMR技术演示中的写入头寿命比商业产品所需的低数个数量级。因此，NFT的温控至关重要。本文首先推导出NFT/介质温度比的基本极限，为低温运行的NFT设计提供依据；随后采用逆向电磁设计软件，求解出NFT和波导器的非常规几何结构。我们提出的计算生成的NFT馈入波导设计方案，相比典型工业设计可将NFT自发热降低50%（约220°C）。

    关键词： 热辅助磁记录、优化、等离子体学、纳米光子学、近场换能器（NFT）、逆问题、热辅助磁记录热效应、计算电磁学、硬盘驱动器、梯度法、管理、伴随方法、光学天线

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE ESSDERC 2019 - 第49届欧洲固态器件研究会议（ESSDERC） - 波兰克拉科夫（2019.9.23-2019.9.26）] ESSDERC 2019 - 第49届欧洲固态器件研究会议（ESSDERC） - 用于长波红外探测的悬浮天线耦合纳米热电偶阵列

    摘要： 热辅助磁记录（HAMR）技术通过将单个比特区域临时加热至居里温度，实现了硬盘面密度超过1 Tb/in2的数据写入。用于向介质施加纳米级加热的金属光学天线或近场换能器（NFT）可能自身发热数百摄氏度。当NFT达到如此极端温度时，HAMR技术的演示显示写入头寿命比商业产品所需的低数个数量级。因此，NFT的加热问题至关重要。本文首先推导出NFT/介质温度比的基本极限，以指导低温运行的NFT设计选择。接着，我们采用逆向电磁设计软件，求解出NFT和波导的意外几何结构。我们提出了计算生成的NFT馈入波导设计方案，与典型工业设计相比，该方案使NFT自发热降低50%（约220°C）。

    关键词： 光学天线，伴随方法，计算电磁学，热辅助磁记录，近场换能器（NFT），管理，热学，纳米光子学，等离子体激元学，梯度方法，逆问题，优化，硬盘

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 等离子体纳米线上光学信号输入/输出位点的可控构建

    摘要： 银纳米线因其亚衍射极限直径，在细胞内窥镜和光子集成电路等多种应用中作为波导备受关注。光学信号传输通过将光耦合进传播的表面等离子体激元实现，这些激元随后沿纳米线重新散射为光。然而这种相互转换仅在纳米线末端或线体缺陷处高效发生——而这些位置在合成过程中无法控制。本研究突破了这一限制，展示了通过可见激光诱导在银纳米线指定位置制备金纳米结构，并将其作为高效的光输入/输出耦合点。这些金纳米结构通过金(III)的等离子体诱导还原生长，并被证实是表面增强拉曼散射的绝佳"热点"。

    关键词： 光学天线、表面增强拉曼散射、化学合成的贵金属纳米线、金纳米粒子、激光直写

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019年第16届第四届光子学国际会议(GFP) - 新加坡, 新加坡 (2019.8.28-2019.8.30)] 2019年IEEE第16届第四届光子学国际会议(GFP) - 基于中红外硅波导的测辐射热计

    摘要： 我们展示了基于绝缘体上硅（SOI）平台的首个中红外（MIR）波导式测辐射热计，该器件采用等离子体天线作为吸收元件。在3.8微米波长下，该测辐射热计实现了每毫瓦输入功率引起0.80%电阻变化的灵敏度。

    关键词： 测辐射热计、硅光子学、中红外、光学天线

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • [IEEE 2019年第16届第四届光子学国际会议(GFP) - 新加坡, 新加坡 (2019.8.28-2019.8.30)] 2019年IEEE第16届第四届光子学国际会议(GFP) - 基于中红外硅波导的测辐射热计

    摘要： 我们展示了基于绝缘体上硅（SOI）平台的首个中红外（MIR）波导式测辐射热计，该器件采用等离子体天线作为吸收元件。在3.8微米波长下，该测辐射热计实现了每毫瓦输入功率引起0.80%电阻变化的灵敏度。

    关键词： 中红外、硅光子学、测辐射热计、光学天线

    更新于2025-09-16 10:30:52