Optical pulling force on nanoparticle clusters with gain due to Fano-like resonance

We demonstrate that,in a simple linearly-polarized plane wave,the optical pulling forces on nanoparticle clusters with gain can be induced by the Fano-like resonance.The numerical results based on the full-wave calculation show that the optical pulling forces can be attributed to the recoil forces for the nanoparticle clusters composed of dipolar nanoparticles with three different configurations.Interestingly,the recoil forces giving rise to optical pulling forces are exactly dominated by the coupling term between the electric and magnetic dipoles excited in the nanoparticle clusters,while other higherorder terms have a negligible contribution.In addition,the optical pulling force can be tailored by modulating the Fano-like resonance via either the particle size or the gain magnitude,offering an alternative freedom degree for optical manipulations of particle clusters.

Designing Fano-Like Quantum Routing via Atomic Dipole-Dipole Interactions

Fano-like quantum routing of single photons in a system with two waveguides coupled to two collocated atoms is investigated theoretically. Using a full quantum theory in real space, photonic scattering amplitudes along four ports of the waveguide network are analytically obtained. It is shown that, by adjusting the atomic dipole-dipole interaction, an evident Fano-line shape emerges in the scattering spectra of the single-dot configuration system. Moreover, Fano resonance can also be achieved by varying the atom-waveguide coupling strength and atomic detuning, in the presence of the atomic dipole-dipole interaction. Therefore, the atomic dipole-dipole interaction may be utilized as a possible way to control spectral Fano-like resonance. The feasibility with the experimental waveguide channels is also discussed.

Experimental observation of Fano-like resonance in a whispering-gallery-mode microresonator in aqueous environment

We report on the transmission spectra of a sausage-like microresonator(SLM)in aqueous environment,where a fiber taper is used as a light coupler.The transmission spectra show an interesting dependence on the coupling position between the SLM and the fiber taper.When the SLM is moved along the fiber taper,the line shape can evolve periodically among symmetric dips,asymmetric Fano-like resonance line shapes,and symmetric peaks.A coupled-mode theory with feedback is developed to explain the observation.The observation of Fano-like resonance in aqueous environment holds great potential in biochemical sensing.

枝晶状Pt薄膜的制备及其特殊红外效应

采用方波电位，在10×10^（-3）mol·L^（-1）K2PtCl6＋3×10^（-4）mol·L^（-1）PbAc2＋0．5mol·L^（-1）HCIO4溶液中，于本体Pl电极上电沉积制备出枝晶状Pl薄膜．随着沉积时间的增加。枝晶长度逐渐由400nm增加到900nm，且枝晶上的小晶粒（-10nm大小）变得密集．根据循环伏安（CV）曲线中氢吸脱附电量可得出Pt薄膜具有中等粗糙度（Cr=9—36），且电极表面的粗糙度随着沉积时间增加而增大．观察到Pt薄膜上吸附态CO的原位红外光谱具有明显的增强吸收效应，当沉积时间为6min时所制得的枝晶Pt电极的红外增强效应最大．CO呈现多种谱峰形状，随着沉积时间的增加，谱峰形状依次为左高右低的双极峰（类Fano红外效应），单极向下（表面增强红外吸收），左高右低的双极峰，单极向上（异常红外效应），左低右高的双极峰和单极向下．这表明纳米材料薄膜所呈现出的特殊红外性能，与纳米材料的尺度和聚集状态等密切相关．所制备的枝晶状Pt薄膜有望为深入认识纳米材料的特殊红外性能提供一个良好的模型材料．

纳米结构Pt膜方波电位法制备及特殊红外性能

运用方波电位法处理Pt微电极,制备一系列具有较高表面粗糙度的纳米结构薄膜.扫描隧道显微镜(STM)观察到薄膜由Pt金属岛组成,并测得所研制的薄膜虽然其平均厚度从58nm增加到139nm,但Pt金属岛的平均尺度仅从102nm增加到114nm,而岛的平均高度也只在15～18nm之间变化.以CO为探针分子,结合原位FTIR反射光谱研究,发现所制备的纳米结构薄膜上吸附态CO的红外吸收都给出类Fano光谱,初步归结为Pt金属岛的尺度效应.

基于眼型谐振腔的Fano谐振曲线尖锐度的分析

为了获得较大的尖锐度,提升微环传感器的灵敏度,提出利用眼型谐振腔结构在下路端输出的非对称Fano谐振光谱,眼型谐振腔由一个外环和内环构成,外环与总线波导耦合,内环与外环耦合.利用传输矩阵法对下路端输出光谱进行了数值计算,在不同剩余电场比例系数下,发现非对称Fano谐振峰的尖锐度随电场剩余比例系数的增大而增大;改变外环与总线波导间的场强耦合系数和内环与外环之间的场强耦合系数,其尖锐度的最大值随外环和内环场强耦合系数变化缓慢增大,尖锐度最大值处谐振点传输系数值在不同电场剩余比例系数和内外环场强耦合系数下稳定在-6dB附近.因此利用眼型谐振腔结构下路端的Fano谐振峰,可获得对耦合系数不敏感的尖锐度和谐振点传输系数,降低器件对耦合区加工准确度的要求.

对称平面特异材料中的类Fano谐振(英文)

从理论和实验上研究了一种具有C3对称性的平面特异材料中的类Fano谐振模式。该平面特异材料由互补劈裂开口环谐振器(CSRRs)周期排列而成,每个原胞包含3个缝隙,具有三度旋转对称性。当水平偏振的电磁波入射到该结构时,具有高品质因子的类Fano谐振模式可以被激励,透过率频谱上表现为尖锐的谐振峰。该类Fano谐振由单元内3个CSRR局域模式的平面内耦合形成的对称态和反对称态耦合产生,在传感器、滤波器方面有广阔的应用前景。

一种低复杂度次优自动球形译码算法

提出一种低复杂度次优自动球形译码算法。针对常规自动球形译码边界节点列表长度过大的问题,本文通过设置算法中的边界节点列表长度为固定值,使译码过程的复杂度大大减少;并通过仿真确定对应不同信噪比范围内的似费诺偏移量,补偿到对应节点的距离度量,保证系统的性能。对算法进行仿真验证,结果表明,该算法与常规自动球形译码算法相比,在性能基本不变的前提下,译码复杂度得到有效的减少,并更适宜硬件实现。

MIM波导耦合类云朵腔的多Fano共振传感特性研究

为实现光折射率传感器小结构、高灵敏度的要求,根据表面等离极化激元的透射特性,提出了一种单挡板金属-介质-金属(MIM)波导耦合类云朵腔结构。此结构引用“腔中腔”的理念,在近场耦合作用下,类云朵腔所形成的较宽的连续态与金属挡板所形成的较窄的离散态经过干涉相长相消,可以产生三重不同模式的法诺共振。结合耦合模理论,对三重法诺共振的产生机理进行分析,并运用有限元分析法对此结构进行模拟仿真,定量分析了不同结构参数对折射率传感特性以及优质因子的影响。结果表明,三种共振模式的灵敏度分别为600,800,1083 nm/RIU,优质因子分别为5.08×10;、3.56×10;和1.17×10;。

激发等离激元Fano共振的金属类圆盘纳米结构体系

Fano共振效应是量子体系中分立态能级和连续态能带相互重叠,在光谱中表现出非对称线型的共振散射现象,最初由U.Fano经过严格的理论验证得到。近年来,在表面等离激元结构体系中也陆续发现了等离激元Fano共振现象,它是由结构支持的辐射模式和非辐射模式相互作用产生的。等离激元Fano共振具有光谱线宽较窄、辐射损耗小以及能够将入射场局限在结构表面并使近场显著增强等优势,因此成为了纳米光子学中的研究热点。在支持Fano共振激发的等离激元结构中,类圆盘结构具有较宽的辐射模式线宽,可以和结构支持的一个或多个弱辐射模式耦合,因此可以有效激发单一或多重等离激元Fano共振,并能够实现对Fano共振的有效调制。此外,类圆盘纳米结构体系在拥有高度几何对称性或规则的多个体数量条件下,仍然可以激发高强度的等离激元Fano共振模式,这进一步拓展了Fano共振纳米结构的设计思路。我们总结了近年来激发等离激元Fano共振模式的类圆盘结构组成的体系,其中包括单一圆盘结构、异类二聚体圆盘结构和多聚体类圆盘结构等,并对这些体系支持的Fano共振的产生机理和激发方式进行了详细的分析。另外,对支持等离激元Fano共振的类圆盘纳米结构的应用也进行了简单的论述。