表面等离子体

摘要： 为了提高有效模场面积,降低光纤中光功率密度,减小非线性效应,提出了一种杂化石墨烯-金属等离子体传感薄膜双芯光纤,可应用在等离子体波导生物传感器。侧面抛光纤维的横截面包含有两个折射率n_(1)=1.4478的均匀纤芯,抛光面上涂覆30 nm金膜。金膜进一步涂覆有0.34 nm的石墨烯层。通过对双芯光纤的有效模式指数,泄漏损耗和有效模场面积的研究,证实了单层石墨烯对电介质的变化提供了最佳的灵敏度。实验结果表明基本纤芯模LP_(01)模的有效模场面积增长速率比高阶纤芯模式LP^(11)模的增长速率要快,并且当纤芯折射率是1.4460,波长为600 nm时,基模的有效模场面积为275μm^(2),大于同等条件下其他的纤芯折射率值时的有效模场面积,取得了大模场模式,能减小光纤的非线性效应。在医疗设备、激光武器、遥感测控、光纤通信等重要领域都有着广泛的应用前景。

摘要： 为了满足日益增加的集成光子器件设计的需求,本文研究了一种铌酸锂/钠表面等离子体波导(LiNbO3/Na surface plasmonic waveguide,LNSPW),并利用LNSPW构成电光可调的定向耦合器(directional coupling,DC).利用有限元方法(finite element method,FEM)对波导的模式特性和耦合器的耦合特性进行了分析.结果表明,随着波导尺寸的增大,传播长度可达约200μm,归一化有效模场面积小于0.4.通过调节耦合间距(W_(gap))、耦合长度(L_(C))和工作波长(λ)等参数,铌酸锂钠表面等离子体波导构建的定向耦合结构可实现3 dB耦合.当W_(gap)=100 nm和L_(C)=17μm时,DC在V_(0)=53 V时可实现3 dB耦合,且具有较好的方向性和隔离度.LNSPW的研究为实现可调的DC提供了一种可行的方案,在集成电光可调器件研究领域有潜在的应用前景.除此之外,LNSPW还可广泛应用于非线性光学、光信号处理及光全息存储等领域.

摘要： 基于石墨烯的电学特性和周期性光栅结构,设计一种表面等离子体温度传感器.对温度传感器在不同光栅厚度、光栅宽度和光栅间隔时的反射率及共振波长进行仿真计算,优化传感器结构尺寸.在此基础上分析乙醇、蒸馏水、甘油等不同传感介质的温度传感器在不同温度下的反射率和共振波长,比较其温度灵敏度.试验结果显示,以甘油作为传感介质时,温度传感器的灵敏度可达0.665 nm·°C^(-1).

摘要： 将银膜和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及高增益的钙钛矿CsPbBr_(3)集成一个平面光波导,通过对体系的物理机理和光学特性研究,探索等离子体结构新应用的可能。实验结果表明,随着体系结构的改变,特别是对PMMA厚度的调制,发现局域在银膜和钙钛矿CsPbBr_(3)界面电磁场增强,使得CsPbBr_(3)激子的发光和辐射速率(Γ=τ-1)增强。我们用双指数衰减和描述系综衰减的延展模型分别进行了讨论,发现二者有较大的差别。采用双指数衰减拟合求寿命没考虑系综的限域效应和银/CsPbBr_(3)界面上传播表面等离极化激元(SPPs)引起的局域场增强,所以在自由空间拟合得到的平均荧光寿命τavg在30~25 ns范围,与先前报道结果接近。而用系综衰减的延展模型得到τavg在12~9 ns范围,荧光寿命显著变小即辐射速率增强。上述研究对开发表面等离激元发光显示器件和光物理基础研究提供了依据。

摘要： 由贵金属(金或银)与介质构成的表面等离子体波导,由于常用通信频率远低于表面等离子体频率,无法在通信频率附近产生慢光效应。本文利用半导体材料铝掺杂氧化锌和空气构成了结构简单的表面等离子体波导,实现了通信频率的慢光效应。由波导的色散方程出发,讨论了表面等离子体的色散和群速度;利用时域有限差分方法,验证了分析结果的正确性;根据波导的二阶色散和三阶色散理论分析了脉冲失真的机制。铝掺杂氧化锌-空气表面等离子体波导在光延迟线方面有潜在的应用,并且结构简单,容易加工制造。

摘要： 光纤型表面等离子体共振(SPR)传感器波长通常处于可见光波段,为使该类器件工作在光通信窗口,提出一种基于光栅结构的波长可控型海水折射率传感器,传感器传感区域由镀有光栅结构的侧边抛磨光纤构成.研究了传感区域横截面的电场强度分布、光栅不同结构参数与SPR传感器波长的关系以及在海水折射率范围内随着折射率变化共振波长的变化趋势,最后分析了共振波长与折射率两者的关系,得出该传感器灵敏度为5650 nm/RIU,分辨率可达到1.77×10-6 RIU,可实现快速、高灵敏度的海水折射率测量.

摘要： 由贵金属(金或银)与介质构成的表面等离子体波导,由于常用通信频率远低于表面等离子体频率,无法在通信频率附近产生慢光效应.本文利用半导体材料铝掺杂氧化锌和空气构成了结构简单的表面等离子体波导,实现了通信频率的慢光效应.由波导的色散方程出发,讨论了表面等离子体的色散和群速度;利用时域有限差分方法,验证了分析结果的正确性;根据波导的二阶色散和三阶色散理论分析了脉冲失真的机制.铝掺杂氧化锌-空气表面等离子体波导在光延迟线方面有潜在的应用,结构简单,容易加工制造.

摘要： 将银膜和聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)及高增益的钙钛矿CsPbBr3集成一个平面光波导,通过对体系的物理机理和光学特性研究,探索等离子体结构新应用的可能.实验结果表明,随着体系结构的改变,特别是对PMMA厚度的调制,发现局域在银膜和钙钛矿CsPbBr3界面电磁场增强,使得CsPbBr3激子的发光和辐射速率(Γ=τ-1)增强.我们用双指数衰减和描述系综衰减的延展模型分别进行了讨论,发现二者有较大的差别.采用双指数衰减拟合求寿命没考虑系综的限域效应和银/CsPbBr3界面上传播表面等离极化激元(SPPs)引起的局域场增强,所以在自由空间拟合得到的平均荧光寿命τavg在30～25 ns范围,与先前报道结果接近.而用系综衰减的延展模型得到τavg在12～9 ns范围,荧光寿命显著变小即辐射速率增强.上述研究对开发表面等离激元发光显示器件和光物理基础研究提供了依据.

摘要： 《Science》杂志最近刊发了吉林大学刘堃团队关于手性纳米材料研究的重要进展:通过超分子作用诱导金纳米棒与人胰岛淀粉样多肽之间共组装,构筑具有类似于手性液晶结构的纳米螺旋超结构.与单独的金纳米棒相比,长程有序的纳米螺旋结构的手性各向异性因子(g-factor)提高了4600倍,高达0.12.该工作在液晶与手性无机纳米结构间建立了联系,为构筑有机-无机光学活性结构提供了统一的设计原则,并为淀粉样类疾病药物在复杂生物介质中的筛选开发了新方法.

摘要： 模拟和研究了高性能同心金属-绝缘体-金属环的光学特性.通过改变内环折射率ni,内环和外环之间的共振波长和耦合强度可以被大范围调谐,内环和外环的能量分配比也可以被调节.当能量主要分布在内环时,可以有效地抑制损失到波导的能量,从而得到该结构的超高品质(Q)因子.当外环能量较大时,同心双MIM环与波导之间的耦合强度较大,得到该结构的消光比高.提出的同心双MIM环为设计先进的等离子体谐振腔提供了新的视角.

摘要： 在本文中采用了周期刻槽结构并且与metal-insulator-metal纳米腔结合来提升填充介质的非线性效应.本文章通过FDTD solutions对单个Au-SiC-Au纳米腔,周期Au-SiC-Au纳米腔的表面等离子体(SP)模式共振进行了模拟,并与已有理论进行了对比与讨论,进一步了解了纳米腔内LSP(local surface plasmon)模式和腔长的关系,周期中结构之间传播的SPP(surface plasmon polarition)与传统理论的符合程度,并通过参数扫描优化结构参数以实现局域场耦合最高强度,进而实现非线性效应的大幅提升.

摘要： 本文简单介绍了表面等离子体的发展，讨论了表面等离子体的激发及性质。介绍了一种棱镜耦合的方法，并通过表面使用comsol多物理场软件对其进行了简单的仿真。介电常数通过等离子体的色散关系式影响波矢，进而影响耦合强度，同时，改变入射角度也会改变光波的传播常数，从而影响耦合强度。

摘要： 光辐射下在金属纳米结构上产生表面电子集体振荡,形成表面等离子共振.这种表面等离子共振效应强依赖于聚集纳米粒子的大小、形状和聚集方式.在纳米粒子形成的间隙位具有强的吸收和散射效率,在表面增强拉曼谱(SERS)中这些位点称为“热点”.当分子吸附在这些位点,吸附分子的SERS信号显著增强.本文报道了1,4-苯二硫酚(BDT)、对巯基苯胺(PATP)和4,4’-二巯基偶氮苯(DMAB)在银纳米间隙位的拉曼光谱.研究结果表明间隙的拉曼依赖于分子的化学性质、激发光的波长和偏振性.更进一步,我们将表面等离子体看作连续态,分子的激发态作为分离态,我们初步探讨了局域表面等离子态与分子激发态的耦合作用以及这种作用对间隙吸附分子的拉曼光谱性质的影响.对于染料分子,这种耦合作用的影响变得更为重要.

摘要： 纳米多孔金薄膜具有比表面积大,吸附能力强,化学稳定性和生物兼容性好等优点,同时具有传播表面等离子体(propagating surafce plasmon)和局域表面等离子体(localized surface plasmon)敏感特性,因此,在光学生化传感器领域应用前景广阔.本文采用脱合金法制备纳米多孔金薄膜,首先在清洗干净的玻璃基板上溅射一层60纳米厚的金银合金薄膜,之后将该芯片在浓硝酸中浸泡数分钟,脱去金银合金薄膜中的银成分,即制备得到一种高孔隙率的无序纳米多孔金(Nanoporous Gold,NPG)薄膜.本文以NPG薄膜作为敏感层，采用波长测量方法构建了Kretschmann棱镜耦合型表面等离子体共振(SPR)传感器，利用高时间分辨的CCD光谱仪对SPR光谱特性进行了测试。初步实验结果表明，在可见光区间，NPG薄膜SPR传感器的共振峰随入射角的改变而变化，并对周围环境的湿度和气氛十分敏感。

摘要： 表面等离子体在中远红外范围具有特殊的性能。利用周期性的金属光栅和二维孔阵列结构的表面等离子效应有利于将中远红外光场限制在金属-半导体界面,从而,增强光的发射和吸收。本文介绍了表面等离子体增强结构在量子级联激光器和量子级联探测器研究方面的应用,给出了最新研究结果。

摘要： 随着太阳电池研究的持续升温,提高薄膜太阳能电池的效率是当今社会研究的热点之一.rn 金属表面等离子体可以极大的增强光栅下介质内的透射强度,增强作用到红外波段.本文设计并模拟了一种周期变化的金属光栅结构,这种结构能够增强1200nm,1600nm 附近波段介质内光场强度.

摘要： 利用时域有限差分法(Finite-Difference Time-Domain,FDTD)研究了基于金属-绝缘体-金属(metal-insulator-metal,MIM)结构的环形波导共振器的滤波特性.研究结果表明,环形波导中存在多个共振模式.共振波长受环形波导的内径调制,随着环形波导内径的增加共振波长发生红移.共振带宽受耦合距离调制,随着耦合距离的增加带宽显著地减小.

摘要： 能源和环境问题引起人们越来越多的关注,解决当前日益严重的能源短缺和环境污染问题是实现可持续发展、提高人民生活质量和保障国家安全的迫切需要。光催化材料在解决能源和环境问题方面有重要的应用前景。其中,贵金属纳米颗粒由于具有表面等离子体共振效应,因而对可见光有较强吸收。自黄[1]等发现等离子体共振效应以来,等离子体型光催化剂得到了广泛重视。

摘要： 讨论了表面等离子体干涉直写光刻中，光刻胶的折射率对所刻写的亚波长光栅周期及特征尺寸的影响，计算表明，光刻胶的折射率越高，所刻写光栅的周期越小。当使用325nm激光激发Al膜和高折射率光刻胶平面层的表面等离子体时，刻写光栅的特征尺寸可达43nm，小于λ/7。

摘要： 基于传统“牛眼”结构对光的聚束原理,介绍了一种新颖的亚波长光聚束用组合结构,即对 “牛眼”结构加以改进,在入射端以一定距离添加金属圆盘和出射端添加金属锥尖,用以实现聚束能力的增强.FDTD仿真结果表明:基于金属圆盘和金属薄膜之间形成强烈共振的波导腔,使得远场光束中心能量增强;而且,利用金属锥尖对出射光激发的表面等离激元进行局域和收集,抑制了远场光束的边锋,从而进一步增强了中心光束的能量,同时角分布变窄.该结构的聚束作用和锥尖顶端局域场增强作用可以广泛地应用于亚波长光学元器件设计、生物医疗探测等领域.

摘要： 本发明公开用于表面的等离子体处理的装置和用等离子体处理表面的方法。用于表面(2)的等离子体处理的装置具有：第一电极(4)和第二电极(7)以及在第一电极(4)和第二电极(7)之间的交变电压源(6)、以及至少在第一电极(4)和第二电极(7)之间形成的电场、布置在第一电极(4)的前面且待处理的表面(2)可位于其中的有效区域(9)，且第二电极(7)布置得比第一电极(4)更接近于有效区域(9)，特征在于，设置在第一电极(4)处的具有至少一个出口(5)的用于至少一个工艺气体物流的至少一个工艺气体通道(3)，并且所述至少一个出口(5)指向有效区域(9)的方向，并且所述至少一个工艺气体物流撞击在电场上且所述电场将所述至少一个工艺气体物流转化为等离子体物流且所述等离子体物流撞击在有效区域(9)上。

摘要： 本发明涉及一种表面介质阻挡放电等离子体单元。该单元包括具有其中布置有内部电极的内部空间的固体介电结构。而且，该单元包括用于与内部电极合作地产生表面介质阻挡放电等离子体的另一电极。该单元还具有沿所述结构表面的气体流路。

摘要： 本发明涉及表面波等离子体产生用天线及表面波等离子体处理装置。该表面波等离子体产生用天线用于将从微波输出部通过由外侧导体与内侧导体构成的同轴状的波导传输来的微波放射到腔室内，在腔室内产生表面波等离子体，该表面波等离子体产生用天线呈平面状，并且多个缝隙形成为圆周状，并且，在圆周方向上邻接的缝隙与缝隙的相接部分处，这些缝隙在径向上重叠，其相接部分呈被缝隙包围的状态。

摘要： 本发明涉及一种表面介质阻挡放电等离子体单元。该单元包括具有其中布置有内部电极的内部空间的固体介电结构。而且，该单元包括用于与内部电极合作地产生表面介质阻挡放电等离子体的另一电极。该单元还具有沿所述结构表面的气体流路。

摘要： 这里所公开的是一种用于在等离子体室中生成等离子体的等离子体室设置方法。制备多个等离子体线圈，包括第一等离子体源线圈、第二等离子体源线圈和第三等离子体源线圈，该第二等离子体源线圈在其中心部分具有高于第一等离子体源线圈蚀刻速率的蚀刻速率，该第三等离子体源线圈在其边缘部分具有高于第一等离子体源线圈蚀刻速率的蚀刻速率。将第一等离子体源线圈设置在等离子体室上，并蚀刻测试芯片。对测试芯片的每个位置的蚀刻速率进行分析，并基于分析结果利用第二等离子体源线圈或第三等离子体源线圈代替第一等离子体源线圈。

摘要： 本发明公开用于表面的等离子体处理的装置和用等离子体处理表面的方法。用于表面(2)的等离子体处理的装置具有：第一电极(4)和第二电极(7)以及在第一电极(4)和第二电极(7)之间的交变电压源(6)、以及至少在第一电极(4)和第二电极(7)之间形成的电场、布置在第一电极(4)的前面且待处理的表面(2)可位于其中的有效区域(9)，且第二电极(7)布置得比第一电极(4)更接近于有效区域(9)，特征在于，设置在第一电极(4)处的具有至少一个出口(5)的用于至少一个工艺气体物流的至少一个工艺气体通道(3)，并且所述至少一个出口(5)指向有效区域(9)的方向，并且所述至少一个工艺气体物流撞击在电场上且所述电场将所述至少一个工艺气体物流转化为等离子体物流且所述等离子体物流撞击在有效区域(9)上。

摘要： 本发明涉及一种表面介质阻挡放电等离子体单元。该单元包括具有其中布置有内部电极的内部空间的固体介电结构。而且，该单元包括用于与内部电极合作地产生表面介质阻挡放电等离子体的另一电极。该单元还具有沿所述结构表面的气体流路。

摘要： 本发明涉及表面波等离子体产生用天线及表面波等离子体处理装置。该表面波等离子体产生用天线用于将从微波输出部通过由外侧导体与内侧导体构成的同轴状的波导传输来的微波放射到腔室内，在腔室内产生表面波等离子体，该表面波等离子体产生用天线呈平面状，并且多个缝隙形成为圆周状，并且，在圆周方向上邻接的缝隙与缝隙的相接部分处，这些缝隙在径向上重叠，其相接部分呈被缝隙包围的状态。

摘要： 本发明提供表面等离子体共振传感器用芯片和表面等离子体共振传感器。在透明基板(12)的上表面形成有Au等金属层(13)。在金属层(13)的上表面形成厚度互不相同的介电质层(14a、14b、14c)(任意一个介电质层的厚度也可为0)，分别构成测定区域(15a、15b、15c)。并且，在介电质层(14a、14b、14c)的上表面固定不同种类的抗体(22a、22b、22c)。而且，对照射光而在测定区域(15a、15b、15c)反射的信号进行接收，分析将其分解后得到的信号，从而能够同时检测各测定区域的表面状态。

摘要： 本发明提供一种电测定型表面等离子体激元共振传感器，具备等离子体激元共振增强传感器芯片和电测定装置，所述等离子体激元共振增强传感器芯片是将依次配置有电极、硅半导体膜和等离子体激元共振膜电极的传感器芯片与棱镜按照所述棱镜、所述电极、所述硅半导体膜和所述等离子体激元共振膜电极的顺序配置而成的，所述电测定装置由所述电极和所述等离子体激元共振膜电极直接测定电流或电压。