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oe1(光电查) - 科学论文

16 条数据
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  • 薄膜基底上的单块金属二聚体结构：底层金属引入的新等离激元特性

    摘要： 二聚体——两个间距极近的金属纳米结构——是等离子体学中的主要纳米尺度几何构型之一，在其杂化"成键"等离子体激发时，可在粒子间连接处产生高强度的局域场增强效应。然而当二聚体制备在金属基底上时，其特性会发生深刻改变。本研究考察了金基底上的金二聚体结构，该结构支持一种被金属屏蔽的明亮"成键"二聚体等离子体，以及能量更低的磁荷转移等离子体。通过改变薄膜上二聚体结构的介电环境，可揭示可见光波段内广泛存在的高阶杂化等离子体模式。无论是单个薄膜上二聚体结构的局域表面等离子体共振（LSPR），还是其集体表面晶格共振（SLR），均表现出高度灵敏的折射率传感响应。这种全金属磁谐振纳米结构的实现，为获得更高性能的基于LSPR和SLR的等离子体传感器提供了可行途径。

    关键词： 等离子体学、局域表面等离子体共振、表面晶格共振、LSPR传感、折射率传感

    更新于2025-11-21 11:24:58

  • 采用纳米压印技术制备的大面积磁性超材料中的法诺共振现象

    摘要： 我们通过实验与理论研究了基于精心设计的Ag-SiN-Ag构型、采用纳米压印光刻技术制备的大面积磁性超表面中的类法诺共振现象。该磁性超材料的反射光谱呈现出非对称线型特征。通过色散关系与电磁场分布分析阐明了其物理机制：测量与计算所得的色散关系均表明，该磁性超材料中存在磁谐振模式与表面晶格模式共存，二者的耦合导致了反射光谱的非对称轮廓。电磁场分布计算结果进一步证实了该磁性超材料中的耦合现象。本工作有望显著推动超材料在传感、激光及光学器件设计等领域的应用。

    关键词： SPP（表面等离子体激元）、磁共振、法诺共振、表面晶格共振、磁性超材料

    更新于2025-09-23 15:23:52

  • 量子点等离子体晶格激光器中的双波长激光发射

    摘要： 基板上图案化的金属粒子阵列已成为片上等离子体激光器的一种有前景的设计方案。在以往的此类器件中，周期性排列的粒子仅在单一共振波长提供反馈，且采用有机染料分子作为增益材料。本研究提出一种基于柔性模板的制备方法，为银粒子阵列激光器开辟了更广阔的设计空间。我们摒弃染料分子，转而集成胶体量子点（QDs），从而获得更好的光稳定性和波长可调性。该制备工艺还能便捷调节基底折射率与量子点薄膜厚度?；谡庑┨匦?，我们不仅实现了单波长激射，更通过两种不同策略展示了双波长激射：首先，利用具有矩形晶格对称性的粒子阵列，从两个正交方向获得反馈，该激光器的两种输出波长可通过线性偏振片分别选择；其次，通过调节量子点薄膜厚度，利用量子点薄膜中的高阶横向波导模式，在对称方阵列中实现法向与非法向的双波长激射。由此证明，我们的方法为调控激光输出提供了多种设计可能。

    关键词： 表面晶格共振、双波长激光器、胶体量子点、等离子体激元学、纳米激光器、模板剥离、偏振

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 通过金属氧化物等离激元超结构诱导的集体能量转移实现红外PbS量子点的超高亮度增强

    摘要： 我们展示了一种通过向功能性金属氧化物等离子体超结构（FMOP）中添加CdSe/ZnS量子点薄缓冲层形成的溶液法制备异质结界面，该界面可建立量子点间集体能量传输过程，显著增强红外PbS量子点的发光。该FMOP包含通过在金纳米天线阵列上沉积硅层形成的肖特基结，以及硅/氧化铝电荷势垒。研究表明，当这两个结相距约15纳米且CdSe/ZnS量子点缓冲层与硅/氧化铝结接触时，上层PbS量子点的量子效率可提升约一个数量级。这些结果揭示了由CdSe/ZnS量子点与等离子体杂化态及阵列衍射模式（表面晶格共振）的集体耦合，以及此类共振通过晶格诱导光子模式与PbS量子点耦合所形成的独特能量回路。

    关键词： 激子-等离子体耦合、等离子体、集体效应、硫化铅量子点、金属纳米天线、表面晶格共振、能量转移

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 有限等离子体纳米粒子晶格的激光发射

    摘要： 小型激光器可实现体内细胞相干成像、固态集成光子学及照明应用。与传统激光器不同，等离子体激光器能在亚波长尺度产生相干光，但基于金属薄膜和半导体增益介质的腔体结构存在较大辐射损耗且缺乏定向发射。相比之下，由有机染料包围的二维金属纳米粒子阵列可支持高方向性激射，但目前有限晶格中纳米粒子数量与其激射发射特性之间的关系尚不明确。我们发现二维金纳米粒子晶格中的单元数量对产生稳健腔共振和激射发射至关重要——随着纳米粒子数量增加，会观察到与更强电磁近场相关的更窄晶格等离子体激元。实验上，我们成功实现了30×30纳米粒子晶格的激射。半量子模型表明：纳米粒子数量越多，激射阈值越低且粒子数反转动力学过程越快。这些结果表明，与增益介质集成的有限纳米粒子晶格可作为独立相干光源，用于光学复用和芯片实验室应用。

    关键词： 金属纳米粒子晶格、有限尺寸、表面晶格共振、小型激光器、晶格等离子体

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 非布拉维等离子体晶格中的衍射偶极耦合

    摘要： 蜂窝状等离子体晶格是非布拉维晶格的典型范例。我们通过实验测量了由银纳米球构成的有效独立蜂窝晶格中的表面晶格共振。结合数值模拟与解析方法，我们沿高对称轨迹分析了这些模式的色散关系和近场特性。研究发现，实验结果可通过两个非等价三角子晶格间仅存在偶极相互作用的机制来解释，这种相互作用自然导致纳米球周围近场分布的不对称性。我们将子晶格间相互作用推广至晶胞内相邻粒子间距可变的情况，重点揭示了布拉维晶格与非布拉维晶格转换过程中伴随的对称性变化和衍射简并解除现象。

    关键词： 蜂窝状等离激元晶格、表面晶格共振、非布拉维晶格、衍射简并解除、银纳米球、近场特性、仅偶极相互作用

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 具有可控偏振图案的量子点-等离子体激光

    摘要： 相干光束的定制化空间偏振对于从显微镜到生物物理再到量子光学等应用都具有重要意义。要实现具有所需矢量光束的集成化片上光子器件，需要微型化光源；然而由于大多数激光器依赖笨重的光学元件来实现此类偏振控制，这一问题尚未解决。我们在此报道了通过胶体量子点与金属纳米粒子的近场耦合实现偏振图案可控的量子点-等离子体激光器。在银纳米粒子晶格上共形包覆CdSe-CdS核壳量子点薄膜，可形成混合波导-表面晶格共振（W-SLR）模式。这些混合模式在非零波矢处的边带，能根据量子点薄膜厚度产生具有径向或角向偏振的方向性激光发射。

    关键词： 纳米激光器、能带结构工程、径向与角向偏振态、表面晶格共振、胶体量子点、晶格等离子体激元、波导

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 法国昂热(2019.7.9-2019.7.13)] 2019年第21届透明光网络国际会议(ICTON) - 实现高效非线性等离子体超表面

    摘要： 非线性过程在从生物医学成像到超短脉冲产生的众多光子学领域中都具有重要意义。纳米光子学和超材料的发展对纳米级非线性光学元件产生了日益增长的需求。然而，使用传统材料难以满足这一需求，这促使人们寻找替代方案。非线性等离子体光学已成为实现高效纳米级非线性光学的可行解决方案。尽管目前已取得稳步进展，但超材料所实现的转换效率尚未超越传统非线性材料。本文讨论了我们近期在开发高效非线性等离子体超材料方面取得的进展，重点研究利用被称为表面晶格共振的集体响应的超表面，这种响应可显著增强超表面的非线性效应。

    关键词： 非线性超材料、表面晶格共振、超表面、频率转换

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 操控等离子体纳米粒子晶格中的光-物质相互作用

    摘要： 理性组装的纳米结构展现出超越其单个单元的独特物理化学性质。纳米制造技术的发展使得在宏观尺度（>平方英寸）区域上实现多种纳米材料图案化成为可能。当晶格间距接近入射光波长时，周期性金属纳米结构会产生长程衍射相互作用。晶格中金属纳米粒子间的集体耦合会引发尖锐而强烈的等离激元表面晶格共振，这与单个纳米粒子产生的宽泛局域共振形成鲜明对比。等离激元纳米粒子晶格在亚波长范围内（比单个单元强两个数量级）能产生显著增强的光学场，这些强电磁场可调控光催化、光谱分析、非线性光学及光捕获等纳米尺度过程。 本文重点探讨激子-等离激元耦合及等离激元纳米粒子晶格的光-物质相互作用进展：首先阐述超锐利表面晶格共振的基本原理——该共振源于纳米粒子局域表面等离激元与晶格衍射模式的耦合；其次讨论染料分子与等离激元纳米粒子晶格集成后形成的室温纳米激光器架构，通过调节折射率环境或改变晶格间距可实时调控激光发射波长；第三描述通过操控晶胞形状或晶格几何构型来控制激光发射特性的方法，低对称性等离激元纳米粒子激光响应及多尺度等离激元超晶格（有限晶格阵列形成的微米尺度极化依赖纳米粒子群）能支持多模式可控纳米激光；第四探讨光活性发射体在纳米腔阵列上的组装行为——这种混合材料体系具有增强的激子-等离激元耦合效应，将金属-有机框架材料置于纳米粒子周围可产生具有晶格决定波长的强荧光增强混合光子模式，二维材料中量子发射体与等离激元晶格的确定性耦合能保持单光子发射并缩短衰减寿命。 最后重点介绍纳米粒子晶格的新兴应用：从紧凑型全可重构成像器件到固态发射体结构。等离激元纳米粒子晶格是可调谐平面光学、非平庸拓扑光子学及化学活性调控的多功能可扩展平台。

    关键词： 纳米级激光、表面晶格共振、激子-等离子体耦合、光-物质相互作用、等离子体纳米粒子晶格

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 利用等离子体晶格实现量子点壳层激光的工程方向性

    摘要： 我们报道了如何通过利用等离子体纳米粒子（NP）晶格中的高对称点来设计量子点（QD）激光的发射方向。该纳米激光器架构由共形包覆在二维方形银纳米粒子阵列上的CdSe-CdS核壳量子点层构成。通过采用布里渊区Δ点附近的波导-表面晶格共振（W-SLRs）作为光学反馈，我们实现了CdS壳层在非法向发射角处的激射。改变等离子体晶格的周期可使晶格的其他高对称点（?；騇）与量子点壳层发射峰重叠，从而实现激射方向的调控。我们还通过增加量子点层厚度引入了具有额外能带结构避免交叉的高阶W-SLR模式，这为任意期望的激射发射角提供了更丰富的腔模选择。

    关键词： 能带结构工程、激光方向性、表面晶格共振、胶体量子点、晶格等离子体激元、波导

    更新于2025-09-16 10:30:52