石墨烯纳米片阵列的表面等离激元法诺共振

为了在中红外波段获得多阶表面等离激元法诺共振,设计了结构简单、制备方便的非对称石墨烯纳米片二聚体阵列超表面。采用有限元分析方法,对各阶法诺共振峰产生的物理机制,费米能级、纳米片结构及相对位置等因素对法诺共振的影响进行了理论分析。结果表明,随着费米能级的增加,法诺共振发生蓝移;表面等离激元共振效应增强,同时增强了近场的局域效应;随着纳米片二聚体的大小和位置的不对称性增加,法诺线型的非对称性也随之增加;这种结构简单的多阶表面等离激元法诺共振有望在生物传感及相关领域得到广泛应用。该研究为进一步的实验研究提供了理论参考。

基于半圆形与矩形谐振腔耦合结构的Fano共振

设计了一种基于金属-介质-金属波导的半圆形谐振腔与矩形谐振腔的耦合结构,采用有限元方法研究了该结构的传播特性.结果表明:透射光谱中产生一个类似Fano共振线型的共振谷,该Fano共振由半圆形谐振腔的宽谱共振和矩形谐振腔的窄谱共振相互耦合所导致.变化谐振腔的结构参量,发现该Fano共振谷位置依赖于矩形谐振腔的几何参量,而对两谐振腔相对位置的微小移动不敏感;同时,改变两谐振腔的并联方式,研究了两种衍生结构的传播特性,发现这些结构均可产生明显的Fano共振.此外,通过在谐振腔中填充不同折射率的介质材料,研究了三种结构基于Fano共振效应的折射率传感特性,其折射率敏感度最高达到750 nm/RIU.研究结果可为未来芯片上基于表面等离极化激元波导的高灵敏折射率传感器的设计提供理论依据.

基于MIM谐振腔内嵌金属方芯结构的可调谐Fano共振

设计了一种由内嵌金属方芯的金属-绝缘体-金属方形气腔以及两个侧耦合波导组成的耦合结构,并采用有限元方法研究了该结构的传播特性.结果表明:通过对气腔内金属方芯偏离角和偏离距离的调节可以获得并调制Fano共振;该Fano共振由对称破缺或几何效应影响左右波导和谐振腔之间耦合区域中的场分布强度所致,场分布模式的变化是由波导模和腔模之间的干涉引起的.此外,Fano共振的光谱位置和调制深度对偏差参数十分敏感,通过计算不同偏差角及偏差距离下的折射率传感特性发现,其折射率敏感度最高达1 508nm/RIU,品质因数最高达1 308.研究结果为设计更加灵活、简单、高效的片上等离子体纳米传感器提供了理论依据.

基于COMSOL Multiphysics对Cu_2S量子点的表面等离激元共振模拟研究

Cu2S量子点作为一种新型半导体纳米材料以其特有的化学及光学性质而越来越被人们所关注.本文通过应用COMSOL Multiphysics4.2a这一基于有限元法的模拟软件,运用其中的电磁波模块,结合Maxwell电磁波理论对影响Cu2S量子点产生表面等离激元共振的条件做出了模拟分析,运用Kretschmann棱镜耦合系统建立了理论模型,通过改变量子点的粒径、有机溶剂的折射率、入射光的波长以及对量子点进行包裹等方式,模拟出在不同条件下Cu2S量子点产生表面等离激元共振信号的情况,为Cu2S量子点在表面等离激元共振传感中的实际应用提供了理论依据和参考.