金微纳阵列表面等离激元中红外波段光谱特性

表面等离激元是金属表面自由电子在入射光激发下产生的电子集体振荡行为及其相应的电磁场分布。目前,金微纳颗粒表面等离激元除了在可见光波段内被大量研究和应用外,在中红外波段内也显示出独特的光谱特性,具备设计生产优良传感器的潜力,因而同样备受瞩目。研究表明,在中红外波段内设计表面等离激元传感器的关键问题在于如何有效地调节共振谱的共振波长、峰值吸收率以及半峰宽等主要特征参数。相比于单个微纳颗粒而言,阵列结构由于拥有良好的周期性,从而能够在上述参数的宽光谱调节方面具有独特的优势。基于此,提出一种基于金微纳颗粒组成的阵列结构,利用时域有限差分方法,在4～18μm波段范围内,通过分别改变该阵列的结构参数,包括颗粒半径、高度、间距及颗粒形状等,系统地研究了该微纳阵列结构在中红外波段对入射光的反射光谱、透射光谱和吸收光谱等特性的影响。研究发现,在8～10μm光谱内,入射光能够与其所激发的金微纳阵列表面等离激元产生共振效应,表现出明显的共振峰特性。可以通过分别改变上述结构参数来有效调节吸收率谱线共振峰的共振波长、峰值吸收率和半峰宽等主要特征参数。研究结果对中红外光谱内基于金微纳阵列结构传感器的科学研究和实际设计具有独特的理论应用价值。

基于压电陶瓷与光纤光栅的快速激光波长锁定系统

窄线宽、大调谐带宽的本振激光种子源是空间相干光通信系统中的核心组件之一,通过窄线宽种子源结合外电光调制和窄带光栅滤波的方案,可以实现窄线宽和大调谐带宽,但通过温度控制的光纤光栅难以适应空间动平台间存在的高速多普勒频移。采用压电陶瓷控制的光纤光栅,结合梯度下降算法的闭环系统,实现了光纤光栅和注入激光波长的相对锁定。所提方案可适应40 MHz/s以上的空间多普勒频移。