表面激元共振(SPR)传感器理论分析

在基于ATR方法的SPR传感器设计和制作的工作中,为了得到更加优化的性能,对其原理进行了较为深入的分析。从表面激元波和全反射消逝波的数学模型入手,得到了共振角的数学关系及几个结论,并以金膜为例进行了计算机仿真。

非对称介质环境下深亚波长结构表面波的高效激发

数值模拟了单亚波长狭缝结构在透射方介电常数εd增大时界面上表面波的激发效率。通过调整结构参数和介电常数,表面波的激发效率可以提高近40倍。表面波包括表面等离子体激元波(SPP波)和准柱面波(QCW波)。在不同的缝宽和介电常数条件下,它们对总的表面波激发效率的贡献不同。在近红外波段高介电常数环境下的高激发效率主要归因于SPP波的高效激发。该结构简单易于加工,对于纳米光子器件的制备和应用具有重要作用。

背向曝光表面等离子体激元干涉光刻系统中银层超透镜的优化设计

利用表面等离子体激元(SPP)的局域能量增强效应可提高现有光学光刻的分辨率。背向曝光SPP干涉光刻技术可以大面积制备低成本的纳米周期性结构。理论分析了SPP在背向曝光系统中的共振透射特性,提出了背向曝光SPP干涉光刻系统核心元件———银层超透镜的优化设计方法,并利用时域有限差分法和理论解析式模拟计算了背向曝光SPP干涉光场分布,通过优化设计银层超透镜厚度和共振角,实验获得了较好的周期性光刻线条。

周期结构金属薄膜的奇异光学性质

二维亚波长周期结构金属薄膜具有光透过率异常增强的现象,某些情况下,这种薄膜的峰值透过率比根据传统小孔理论计算的预测值高3个量级.这种结构的金属薄膜在光印刷、近场显微镜和光子器件等方面有着广泛的应用前景,近年来引起了人们的重视.根据目前的实验研究报道,这种周期结构金属薄膜通常利用聚焦离子束刻蚀工艺来获得,器件的光学响应在可见光波段和近红外波段.利用镂空模板法制备了周期结构金属薄膜.实验表明,制得的器件在红外波段也具有透过率异常增强的现象,且利用这种方法易于获得大面积对称结构和串联结构的器件.

多孔氧化铝膜的制备及其光学性质

提出了一种制备具有周期结构金属薄膜的新方法---阳极氧化法制备多孔氧化铝膜.以草酸为电解液,制备出了几种表面孔径不同的多孔氧化铝膜,并在其表面镀银制得样品.用场发射扫描电镜观察多孔氧化铝膜的表面形貌,并采用光谱仪测定了样品的透射光谱.研究发现,由于表面等离子激元波(surface plasmon polaritons,SPPs)的作用,在可见光波段观察到了透过率异常增强现象.

Excitation of Propagating Plasmons in Semi-Infinite Graphene Layer by Free Space Photons

By investigating the diffraction of plane waves by a semi-infinite solution for propagating surface plasmons in graphene, which can be excited graphene edge. The theoretical results are confirmed by numerical simulations. excite propagating surface plasmons in graphene where the graphene edge plays graphene layer, we present a rigorous by incident plane waves through the Our results reveal a convenient way to an important role.