基于光子晶体带边效应的表面增强拉曼基底

将光子晶体的带边效应与金纳米粒子的拉曼散射增强作用相结合,制备了一种新型光子晶体表面增强拉曼散射基底(PC-Au NPs),利用罗丹明B(Rh B)作为报告分子,对所得基底性能进行检测。PC-Au NPs基底的制备包括3个步骤:在Si O2微球表面修饰氨基,再通过垂直沉降自组装得到蛋白石结构光子晶体(PC),最后,在光子晶体表面负载金纳米粒子(Au NPs)。结果表明,光子晶体的带隙范围及Au NPs的负载量直接影响了PC-Au NPs基底的检测效果;以所得的PC-Au NPs基底测定Rh B分子,其拉曼散射特征峰强度与浓度对数值呈现良好的线性关系,线性方程为I=1711lg[Rh B(mol/L)]+15244,线性相关系数R^2=0.9994,检出限为1×10^(-8)mol/L,表明此PC-Au NPs基底可用于目标物的定性及定量检测。本方法提高了传统拉曼散射光谱检测灵敏度,操作简单,具有良好的重现性,可为其它新型检测基底的制备提供。

低频强场作用下三维光子晶体中单个二能级原子的自发辐射

控制受激原子的自发辐射是当前量子光学领域的一个重要课题。现有的研究表明 ,原子不同跃迁通道之间的量子干涉导致了新的光学现象 ,如无粒子数反转光放大 ,光谱变化 ,自发辐射相消等。Evers和Keitel提出了一种非常有效的方法 ,相当大地降低了一个二能级系统中上能态布居数的衰减 ;在他们的方法中 ,一个相干的强的低频场作用于单个二能级原子 ,此场的频率低于原子跃迁的整个衰减宽度 ,产生了由上能级到下能级原子态的不同衰减通道 ,从而导致自发辐射的量子干涉 ,显著地抑制了自发辐射。另一方面 :在光学和固体物理领域 ,光子晶体引起了人们很大的兴趣。它提供了改变和控制自发辐射的另外一种方法 ,关于处于光子晶体中的原子的自发辐射 ,已经发现了许多由于带隙的影响而产生的显著效应 :光子—原子束缚态的出现 ,自发辐射的相干控制 ,量子干涉效应的增强等。本文考虑了处于三维各向异性光子晶体中的单个二能级原子 ,若原子的跃迁频率接近带边频率 ,且存在一个相干的强的低频场作用于原子时 ,不同跃迁之间的量子干涉效应和光子晶体的带边效应对原子自发辐射的影响 ,并且讨论了原子布居数随时间的演化。首先我们通过系统模型和理论推导 ,给出了t时刻系统的态矢的解 ;然后通过数值计算及理论分析讨论了原子?

Effects of electric field fringe on performances of grid strip capacitive MEMS devices

Sensing structure of grid strip capacitors can be used in the design of capacitive micro-electromechanical system （MEMS） resonators, accelerometers etc. A grid strip structure consists of nonentirely overlap plates so that the capacitor fringe effect cannot be neglected in the design. Electricmagnetic Finite Element Method （FEM） software ANSOFF-Maxwell is employed to analyze the fringe effect of a grid strip capacitor. The analysis includes capacitance changes with change of overlap length, overlap width, plate thickness, grid strip density etc. The results show that fringe effect leads to non-linear change of grid strip capacitance with the change of overlap length and width, that the capacitance increases with the increase of grid strip width and plate thickness, and that sensitivity can be improved through the increase of grid strip density in the condition of identical total overlap area, but linearity is reduced.