表面等离激元“热点”的可控激发及近场增强光谱学

金属纳米结构中特定表面等离激元模式的光学激发及其相互作用是发展高分辨、高灵敏、高精度界面光谱学的物理基础.本文综述了我们研究组近期在表面等离激元共振的光学激发、分类识别、近场增强及在界面光谱学中的应用等方面的进展,主要内容包括:1)利用时域有限差分法,分析了金属粒子-基底体系中SPR"热点"产生的物理机制及影响因素,讨论了电模式和磁模式下界面"热点"的可控激发及"热点"转移的影响因素;2)利用粒子-金膜体系,实现了可见光频率的表面等离激元磁共振,并利用其形成的"热点"进行了表面增强拉曼光谱实验,获得了比常规电模式更高的拉曼增强;3)通过界面SPR"热点"增强二次谐波的实验和理论研究,提出并实现了空间分辨率达到1 nm的等离激元增强二次谐波纳米尺;4)讨论了针尖增强拉曼光谱及针尖增强荧光体系中的空间分辨率、定向发射等关键共性问题的解决方案.相关研究成果可为界面SPR"热点"的可控激发及进一步发展表面增强拉曼、针尖增强拉曼、表面等离激元增强二次谐波等各类高灵敏度,高空间分辨率的界面光谱学方法提供新的思路.

“新工科”背景下电磁场数值计算方法课程教学探索与实践

在教育部全面推进“新工科”课程建设背景下,文章深入探讨了光电信息类专业研究生“电磁场数值计算方法”课程中结合实际工程问题的教学内容,探索了面向复杂工程问题的教学模式,提出了以评价解决工程问题能力为主的考核方式,并在课程教学活动中不断进行实践和完善。上述教学改革研究成果有利于提高学生的工程教育意识,有利于提升学生对工程问题的解决能力,有利于培养高层次的工程创新人才。

基于相关全息原理的散射成像技术及其进展

由于随机散射效应,相干光束经过强散射介质后,出射光场变成光强呈无序分布的散斑场,因此无法直接从出射场获取入射光的信息。然而,在随机散射过程中,出射散斑场仍然携带着入射光场信息。从散斑场中获取原始信息以实现物体的重建是一个备受关注的研究课题。研究人员针对该问题提出了包括散斑相关、传输矩阵、波前调控及时间反演与相位共轭等技术。着重介绍了基于相关全息原理的散射成像技术,主要包括其原理、发展历史以及最新的研究进展,并对该技术的未来发展趋势进行了展望。

纳米孔阵列加工技术研究进展

纳米孔阵列在生物检测、传感器、发光器件、光学调制和新能源等领域具有重要的应用。综述了目前几种主流的纳米孔阵列加工技术的基本原理、研究进展、加工效率、加工精度、加工质量、适用范围,并比较了这几种加工方法各自的优势及其局限性。最后指出了纳米孔阵列加工技术当前所面临的挑战和今后的发展方向,以期为大面积纳米孔阵列的高效率、高精度、高质量、低成本制造提供新思路。