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 基于Fano共振的等离子体折射率纳米传感器

王梦梦 韵力宇 王一飞 杨啸宇 文丰 闫树斌

[摘要]设计了一种基于Fano共振的等离子体折射率纳米传感器,传感器由带存根谐振腔的直波导耦合开口方环谐振器组成。使用有限元分析法研究了该传感器结构的传输特性,并分析了结构参数对系统传感特性的影响。计算结果表明该结...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2020, 57(05):052401

 基于内标法的表面增强拉曼散射定量分析

邢豪健 尹增鹤 张洁 朱永

[摘要]表面增强拉曼散射(SERS)是一种高效的分子光谱检测技术,被广泛应用于微痕量物质检测甚至单分子检测,涉及化学、生命科学和药物分析等多个领域。但“热点”的非均匀性、化学效应的非稳定性、分子数量的不确定性等会导致...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2020, 57(03):030002

 亚波长介质光栅-金属Ag薄膜-周期性光子晶体混合结构的Fano共振传感机理

陈颖 周鑫德 周健 张敏 丁志欣 李少华

[摘要]基于表面等离子体极化激元的传输特性和周期性光子晶体的光学特性,提出了一种在亚波长介质光栅-金属Ag薄膜结构中产生离散态,在周期性光子晶体结构中产生连续态的亚波长介质光栅-金属Ag薄膜-周期性光子晶体混合结构。通...

 PDF全文中国激光 | 2020, 47(04):0413001

 双图案非均匀耦合固结磨盘的设计及实验研究

徐超群 方从富 严振

[摘要]针对传统固结磨盘因其表面沟槽形式单一而难以保证蓝宝石等硬脆性材料加工质量的问题,提出了一种螺旋-同心圆双图案非均匀耦合结构的新型固结磨盘(DPP)设计,并进行了实验研究。DPP采用螺旋槽作为排屑槽,降低了磨盘表面...

 PDF全文光学学报 | 2020, 40(08):0824001

 石墨烯的三阶非线性和光双稳态调控特性

林洽武 周仁龙 杨飒 刘丹 李爽 赵永明

[摘要]研究单层石墨烯的三阶非线性和光双稳态效应。通过理论分析和数值模拟,改变单层三阶非线性石墨烯的费米能级、弛豫时间、双光子吸收系数及温度条件,调制单层三阶非线性石墨烯光双稳态的阈值大小。单层三阶非线性石墨烯...

 PDF全文光学学报 | 2020, 40(06):0624001

 工字形椭圆纳米结构的吸收及其折射率敏感特性研究

旷依琴 李刚 闫竹青 张彦军 张志东 郝现伟

[摘要]设计了一个由金纳米结构顶层、中间介质层和金属基底层构成的复合超材料结构。其中,金属纳米结构顶层是由三个椭圆形纳米盘所组成的“工”字形单元阵列,中间介质层是二氧化硅,金属基底层是金膜。利用有限元方法研究了该...

 PDF全文光学学报 | 2020, 40(14):1424001

 基于衬底的涂覆石墨烯层的三角形纳米线亚波长传输特性研究

滕达 马文帅 杨研蝶 郭晋康 王凯

[摘要]提出一种基于硅衬底的涂覆石墨烯层的三角形纳米线等离激元波导,并采用有限元方法详细研究了基模传输特性及其与几何参数、物理参数的关系。结果表明:间隙区域大小、顶角角度、圆角半径和石墨烯化学势对模式传输特性有...

 PDF全文光学学报 | 2020, 40(13):1324002

 一种复合结构多通道吸收器优化设计研究

赵洪霞 丁志群 程培红 王卓远 金文最

[摘要]基于交替光栅和石墨烯设计了一种近红外波段电磁超材料多通道吸收器。采用时域有限差分法(FDTD)数值模拟了结构设计参数对吸收光谱的影响规律,获得了最佳结构。同时探究了各通道吸收率对入射光源角度的依赖性。仿真结果...

 PDF全文光学学报 | 2020, 40(13):1324001

 碳纳米管/银用于高灵敏自标定拉曼检测

邢豪健 张洁 尹增鹤 朱永

[摘要]先采用一步法制备碳纳米管和银纳米颗粒(CNTs/Ag1)基底,再采用银纳米溶胶(Ag2)修饰CNTs/Ag1,得到CNTs/Ag1/Ag2复合结构基底。利用三维时域有限差分(3D-FDTD)计算了电场分布和增强因子。拉曼测试实验结果表明:对罗丹明6...

 PDF全文光学学报 | 2020, 40(12):1224001

 内嵌对称扇形金属谐振腔的MIM可调谐等离子体滤波器

杨宏艳 陈昱澎 肖功利 刘孟银 刘厚权 滕传新 邓洪昌 陈明 徐荣辉 邓仕杰 苑立波

[摘要]采用有限元方法设计了一种基于金属-电介质-金属(MIM)的内嵌对称扇形金属块的纳米圆形谐振腔滤波器。研究发现,通过改变扇形共振角度、圆形谐振腔半径、耦合距离、共振腔内的介质折射率等主要参数可有效调节该结构的透...

 PDF全文光学学报 | 2020, 40(11):1124001

 正交圆偏振光同时聚焦的超透镜设计与仿真

赵峰 陈向宁 王得成

[摘要]从光学多维信息获取器件的小、简洁、易集成化的设计角度出发,对超透镜偏振、相位调控的原理进行分析,基于传输相位和几何相位设计了硅基正交圆偏振光同时聚焦的超透镜(工作波长为800 nm),该器件可同时获取目标的两个正...

 PDF全文光学学报 | 2020, 40(10):1024001

 Ku波段双E结构超薄高效反射型线性极化转换表面

张灿 余世星 龙飞 杨晓昆 张正平

[摘要]提出了一种利用电磁超表面实现Ku波段(12~18 GHz)的低剖面反射型线性极化转换表面,该表面能对Ku波段的线极化电磁波进行正交极化旋转。给出了极化转换表面的设计原理,并对极化转换表面工作的物理原理进行了解释,通...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(09):092401

 表面等离子体共振成像检测桃胶多糖与半乳糖凝集素-3的相互作用

帅玉环 齐攀 李莹 胡翠英 蔡梦洁 冉艳红 李仕萍 钟金钢

[摘要]利用自组装的数字全息表面等离子体共振成像技术,分别检测了两种具有不同分子质量的桃胶多糖(PGP-1与PGP-2)与半乳糖凝集素-3的相互作用。制备了表面等离子体共振成像生物芯片,同时检测了具有不同浓度的桃胶多糖样品...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(09):092402

 基于梯形介质光栅金属薄膜结构的折射率传感器

刘啸 王正岭

[摘要]提出了一种基于梯形介质光栅金属薄膜结构的折射率传感器。利用有限元方法,研究了不同光栅厚度、梯形参数以及不同折射率下待分析液体的反射谱线。对传感器结构参数进行优化,得到了传感器的角灵敏度。考虑由反射谱线...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(07):072401

 化学抛光对硅基异质结太阳电池性能的影响

姜元建 张晓丹 赵颖

[摘要]针对非晶硅薄膜沉积时金字塔沟壑处容易出现外延生长的问题,采用化学抛光液CP133对硅片表面进行了抛光处理。研究结果表明,抛光使得金字塔底部区域形貌由“V”型变成了“U”型,明显改善了非晶硅/晶体硅界面的钝化效...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(06):062402

 表面等离激元热电子光电探测

于远方 倪振华

[摘要]表面等离激元诱导热电子光电转换是近年来的研究热点,在光电探测、太阳能电池、光催化反应等方面有着广阔的应用前景。表面等离激元热电子的快速转移和收集可以有效避免弛豫、复合、束缚等过程所引起的能量损失,提高器...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202403

 表面等离子体共振耦合导致的太赫兹滤波器多带通效应

陈燕青 王杰 陈星晨 钟舜聪 王向峰

[摘要]在十字型太赫兹带通滤波器的时域有限差分法仿真中,随着铝箔厚度增大,主峰变窄,且高频处出现多个异常透射峰。利用飞秒激光微加工技术制备出铝箔厚度为150 μm的太赫兹滤波器,并利用时域太赫兹光谱系统进行性能测试。结...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202418

 超分辨拉曼散射成像的偏振调控理论分析

刘钊杰 肖康 李文文 田立君 王中阳

[摘要]利用表面增强拉曼散射(SERS)技术可增强金属表面某些位置(热点)的电场强度。选定Ag纳米颗粒二聚体这一金属纳米结构体系,研究其作为超分辨SERS成像基底的可行性。采用时域有限差分(FDTD)法,计算分析Ag纳米颗粒二聚体在...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202412

 单介质加载双层石墨烯对称表面等离激元波导的理论分析

李勇 张惠芳 吴琼 何英 王燕

[摘要]基于介质加载石墨烯等离激元波导(DLGPW),提出并研究了单介质加载双层石墨烯对称表面等离激元波导(DLTGSSPW)。在DLTGSSPW中,双层石墨烯中的表面等离激元(SPP)相互作用,形成耦合的SPP模,即对称和反对称SPP模。采用有效...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202413

 等离激元光电探测器的光吸收特性研究

柯熙政 周茹

[摘要]基于有限元法建立三维(3D)数学模型,计算硅薄膜光电探测器表面周期性分布的Ag纳米颗粒阵列对光电探测器光吸收性能的影响。结果表明对于球状Ag纳米颗粒阵列,阵列周期P与粒子直径d的比值是影响硅薄膜光吸收效率的关键因...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202415

 等离激元光热效应的新应用:太阳能蒸气产生

梁洁 刘鑫 周林

[摘要]光与金属微纳结构表面自由电子振荡的耦合形成表面等离激元共振,表现出亚波长尺度的光场局域能力,可有效增强光与物质的相互作用。对等离激元光热效应研究的发展历程进行回顾,总结了几种典型的等离激元辅助的光热转换机...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202405

 非线性表面等离激元:进展与机遇

李杨 石俊俊 郑迪 康猛 付统 张顺平 徐红星

[摘要]非线性光学作为现代光学和光子学的重要组成部分,在诸多方面有着重要的研究意义和应用前景。然而,在微纳尺度,受限于固有的非线性极化率和有限的相互作用长度,材料的非线性光学响应十分微弱,制约了可集成的微纳非线性光...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202401

 光纤端的等离激元探测技术

杨天 陈成 王晓丹 周鑫 雷泽雨

[摘要]尝试对两类典型的光纤端集成等离激元探测技术的发展进行回顾与梳理,并结合作者的科研实践对本领域未来工作的重点和潜在价值进行讨论。第一类技术是在光纤的端平面集成等离激元谐振传感结构,尤其是等离激元微腔。这种...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202404

 基于Au/Ce∶YIG/TiN结构的磁光表面等离激元共振及折射率传感器研究

王会丽 秦俊 康同同 张燕 聂立霞 艾万森 李艳芳 毕磊

[摘要]提出了一种基于Au/Ce∶YIG/TiN结构的磁光表面等离激元共振器件(MOSPR)。通过构建Au周期纳米盘、Ce∶YIG薄膜和TiN薄膜三层结构,实现Au纳米盘局域表面等离激元共振(LSPR)和TiN/Ce∶YIG界面传播型表面等离激元共振耦合,...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202411

 基于表面等离子激元的拱型谐振腔滤波器设计

吴梦 梁西银 颜昌林 祁云平

[摘要]基于边界耦合的方法构造一种基于金属-介质-金属(MIM)纳米谐振腔波导组成的滤波器,该结构由1个拱型谐振腔和1个矩阵波导管组成。通过有限元法(FEM)仿真分析拱型腔波导MIM结构滤波器的传输特性曲线、谐振波长和磁场分布...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202417

 基于贵金属劈裂纳米环阵列的多重表面晶格共振

张春琳 刘杰 侯浩杰 李孟春

[摘要]基于贵金属纳米颗粒阵列的多重表面晶格共振能够在多个波段同时抑制体系的辐射损耗,提高共振品质因子,增大局域场强。提出一种采用贵金属劈裂纳米环阵列产生多重表面晶格共振的方法。由于劈裂纳米环磁偶极共振的等效偶...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202420

 基于金属纳米结构非局域与尺寸效应的表面等离激元特性研究

黄恺健 李世雄 白忠臣 张正平 秦水介

[摘要]结合流体动力学介电模型以及尺寸依赖介电模型,提出了一种可用于描述金属纳米结构中表面等离激元非局域和尺寸效应的介电理论模型。利用不同介质模型对半径为1~100 nm的银纳米球进行电子能量损失特性和光学特性的仿真对...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202414

 几何相位电磁超表面:从原理到应用

胡中 徐涛 汤蓉 郭会杰 肖诗逸

[摘要]从电磁相位的产生机理角度,电磁超表面可分为利用微结构共振响应的共振相位超表面和利用微结构各向异性响应的几何相位超表面。同共振相位超表面相比,几何相位超表面因为具有非色散、偏振依赖、易于制备等特点,因而受到...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202408

 金属等离子体微纳结构对有机光电器件光场调控的研究

毕宴钢 易方顺 冯晶

[摘要]在有机电致发光器件(OLEDs)中,由于存在多种光子束缚模式,其光提取效率很低。在有机太阳能电池(OPVs)中,有机材料的载流子迁移率较低,需要控制有源层厚度,导致光吸收不足,降低光电转换效率。利用金属等离子体微纳结构调...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202406

 局域表面等离激元纳米光学传感器的原理与进展

徐娅 边捷 张伟华

[摘要]局域表面等离激元(LSP)纳米结构可将自由空间传播的光场高效地收集并会聚在其近场区域的纳米“热点”内,实现分子的高效激发,反之也可将热点内分子的光谱信息“广播”到远场。这一过程伴随着光吸收、辐射、散射及光力、...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2019, 56(20):202407

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