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 光纤表面等离子体共振传感技术

王文华 熊正烨 师文庆 黄江 田秀云 费贤翔 谢玉萍

[摘要]光纤表面等离子体共振(SPR)传感是光纤传感领域的研究热点之一。详细论述了光纤SPR传感器的各种结构和优点; 分析了金属膜层的膜材料和膜层厚度、镀膜光纤长度、双层金属膜的组合和厚度比例等参数对光纤SPR传感器性能的...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(09):090008

 基于双芯光子晶体光纤的高灵敏度椭圆侧芯表面等离子体共振折射率传感特性

梁红勤 刘彬 陈佳 刘云凤 胡金凤

[摘要]提出了一种基于双芯光子晶体光纤(PCF)的高灵敏度椭圆侧芯表面等离子体共振(SPR)折射率传感模型。在各向异性的完美匹配层边界条件下利用全矢量有限元法对传感器特性进行了数值仿真。研究发现:在椭圆侧芯中涂覆金属银...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(09):090601

 光子晶体光纤传感器研究进展

马 健 余海湖 熊家国 郑 羽

[摘要]光子晶体光纤(PCF)具有许多不同于普通光纤的特性,将PCF应用于传感领域是近年来的研究热点。介绍了PCF的基本结构、导光原理及制备方法,概述了干涉型、吸收型、荧光型、表面等离子体共振型、拉曼散射型及光栅型PCF传...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(07):070006

 周期性孔阵列金属表面附近的局域态密度

周 婷 王同标 廖清华 刘江涛 于天宝 刘念华

[摘要]研究了具有周期性孔阵列的金属表面附近的电磁局域态密度(EM-LDOS),详细讨论了孔的填充因子和孔内填充介质对EM-LDOS的影响。相对于金属平板,具有孔阵列的金属表面附近的EM-LDOS的共振峰会发生分裂;随着填充因子的增...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(07):072401

 复式晶格二维石墨烯等离子激元晶体的能带结构与态密度

邱平平 邱伟彬 林志立 陈厚波 任骏波 王加贤 阚强 潘教青

[摘要]提出了一种复式晶格二维石墨烯等离子激元晶体结构, 该结构由包含4个石墨烯纳米盘的原胞周期性排列组成。通过有限元法迭代求解本征频率, 得到了石墨烯等离子激元晶体的能带结构和态密度。数值仿真结果表明, 所提出的结...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(05):052401

 表面等离子体激元耦合到自由空间中光束的研究

尹娟 陈跃刚

[摘要]在光学集成中,金属表面的等离子体传输控制非常重要。应用表面波全息法设计结构控制表面等离子体波耦合到自由空间中的光波。模拟金属表面等离子波束与自由空间中目标光束的标量叠加,得到干涉光强。在光强极大值的地...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(04):042401

 纳米金属光栅对石墨烯滤波影响的仿真分析

孙 斌 杨友昌 万 猛 谢飞凤

[摘要]采用有限元法, 研究了基于石墨烯/金属混合纳米光栅的太赫兹(THz)滤波器。混合光栅可构成纳米腔阵列, 利用腔中磁场法布里-珀罗谐振效应, 制作了THz滤波器。该滤波器对波长的选择不易受外界环境的影响, 而且其滤波波长...

 PDF全文激光与光电子学进展 | 2017, 54(10):102401

 低阈值混合表面等离子体纳米激光器的仿真设计

李志全 冯丹丹 白兰迪 刘同磊 岳中 顾而丹 李文超

[摘要]设计了一种包含圆柱形纳米线、空气间隙和半圆顶金属脊结构的低阈值纳米激光器.通过有限元法对激光器的模式特性、品质因数以及增益阈值进行数值计算,并研究了这些特性因子随结构几何参数(空气间隙、金属脊宽度和纳米...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(08):0814002

 亚波长金属光栅的凹槽深度对太赫兹伪表面等离子体影响

杜鸣笛 贾雅琼 何淑珍

[摘要]从理论上详细研究了一维亚波长金属光栅的凹槽深度对太赫兹伪表面等离子的影响。分别对一维标准亚波长金属光栅和缺陷亚波长金属光栅进行了研究。电场分布情况采用了COMSOL软件进行模拟。得到的结论是: 对于一维标准亚...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(08):0825003

 含石墨烯二维金属结构中的自发辐射研究

任昊 王胜 王丽华 许杰 黄志祥 吴先良

[摘要]研究原子在金属结构中的自发辐射时引入单层石墨烯薄膜, 利用石墨烯特殊的光电特性来调控原子的自发辐射率.推导了局态密度与自发辐射率的格林函数表示形式, 并结合频域有限差分方法进行了数值模拟.分析结果表明: 随着...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(07):0727002

 基于金线填充的双芯光子晶体光纤偏振分束器

白育堃 王彪

[摘要]提出了一种基于金线填充的双芯光子晶体光纤超短偏振分束器, 并进行了有限元分析.金线表面激发的表面等离子激元与双芯光子晶体光纤纤芯模之间的强烈耦合, 导致更短的偏振分束器长度和更大的工作带宽.与同类的偏振分束...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(07):0723001

 典型金属纳米结构的电子能量损失谱研究

王丽华 李小飞 黄志祥 吴先良

[摘要]利用格林函数推导出金属纳米结构电子能量损失谱的计算公式,基于时域有限差分方法对几种典型的结构进行建模仿真,数值模拟运动电荷和结构的距离、液晶环境材料对电子能量损失谱的调节作用.仿真结果表明: 当增加电子与...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(06):0616006

 液晶环境下金纳米柱的表面等离子体特性研究

谢国大 王丽华 李小飞 黄志祥 吴先良

[摘要]为了有效研究液晶环境对金属纳米结构表面等离子体的调制作用, 基于时域有限差分方法, 对液晶环境下金纳米柱结构进行了建模, 上下边界采用完全吸收边界条件, 四周为周期边界条件.数值模拟了液晶厚度、倾角、光栅距离以...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(05):0524002

 基于耦合开口方环共振空腔的可控法诺共振研究

石悦 张冠茂 安厚霖 胡南 顾梦琪

[摘要]基于表面等离子激元理论与金属-介质-金属波导结构提出一个由开口方环共振空腔、挡板及MIM波导组成的波导结构, 并使用有限元方法系统地研究了该结构的透射特性.仿真计算结果表明:该结构可以产生法诺共振现象, 其共振...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(04):0413002

 双层介质加载等离子体微环的高灵敏生物传感

刘 恒 马 涛 余重秀 高金辉

[摘要]为了提高介质加载表面等离子体的传输距离, 提出了基于双层介质加载的表面等离子体波导结构。利用有限元方法研究了介质加载的表面等离子体波导的模场分布及传输特性, 并对其传感应用的波导灵敏度进行了分析。研究表明...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(03):0322003

 新型双通道可选择性SPR光纤传感器的研究

李文超 何家欢 李志全 王亚娟 冯丹丹 顾而丹

[摘要]设计了一种双通道表面等离子体共振光纤传感器, 分析了Au、Cu两种材料对波长调制型表面等离子体共振光纤传感器的影响, 优化了金属厚度并且选取优化后的金属厚度dAu=47 nm, dCu=53 nm进行数值仿真分析。结果表明, 金属...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(03):0322002

 一种基于不平坦基底结构的混合等离子体波导

刘燕 钟任斌 丁红 刘盛纲

[摘要]提出了一种工作于太赫兹波段的、基于半圆柱形“不平坦”InSb基底结构的混合等离子体波导.分析了半导体材料InSb的相对介电常量随工作频率的变化特性, 重点研究了该混合波导以及两种不同形变结构的有效模场面积、传播长...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(03):0323001

 米状银纳米颗粒对局域电场增强的理论模拟

王明利 朱艳英 魏 勇 张 乐

[摘要]为了提高表面增强拉曼散射技术中基底的增强效果, 采用时域有限差分算法从理论上对不同入射光偏振方向下米状银纳米颗粒的电场增强进行了模拟分析, 分别研究了单个银纳米颗粒和不同组合的二聚体以及三聚体的形状、间距...

 PDF全文红外与激光工程 | 2017, 46(02):0216001

 基于U型结构的单模光纤SPR折射率传感器

薛萌 刘琨 王涛 常鹏翔 江俊峰 刘铁根

[摘要]设计了一种基于U型结构的单模光纤表面等离子体共振折射率传感器, 采用在移除部分包层并弯曲成U型固定后的单模光纤表面镀金纳米层和TiO2调制层的方式, 实现表面等离子体共振的激发.利用有限元仿真软件COMSOL Multiphy...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(10):1006004

 金属纳米线阵列全光调制

汪梅婷 郭佳 王美玉 党鹏 童凯

[摘要]提出一种基于长程表面等离子体的介质-金属纳米线阵列-非线性介质复合全光调制器.考虑克尔效应对折射率变化的影响, 采用时域有限差分法分析了金属纳米线直径、介质层厚度和泵浦光强度对反射谱的影响, 通过合理配置金属...

 PDF全文光子学报 | 2017, 46(10):1023004

 局域表面等离子体纳米结构的超快非线性光学及其应用研究进展

郭强兵 刘小峰 邱建荣

[摘要]纳米结构的局域表面等离子体共振效应能够突破衍射极限实现对光信号的局域调控, 自发现以来就引起了光学领域的广泛关注, 并成为一大研究热点。从对局域光场增强效应到超材料的实现, 表面等离子体都扮演着重要的角色。...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(07):0703005

 混合双肋型表面等离子体波导的传输特性

李志全 岳中 白兰迪 冯丹丹 刘同磊 顾而丹 李文超

[摘要]设计了一种新颖的混合双肋型表面等离子体波导结构,基于有限元法对该波导在工作波长为1550 nm下的传输特性进行了数值仿真和优化分析。研究了该结构的电场分布、传输损耗、归一化模场面积、品质因子和增益系数。结果表...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(05):0513001

 表面等离子激元超构表面的研究进展

林佼 王大鹏 司光远

[摘要]传统光学系统(如透镜、波片和全息片等)在光程远大于波长尺度的范围内实现对光波前的调控,其中振幅、相位和偏振的改变均依赖于光束反射、折射和衍射过程所累积的动态光程差。近年来涌现出的平面超薄光学系统因突破了...

 PDF全文光电工程 | 2017, 44(03):289

 基于SPR效应和缺陷耦合的光子晶体光纤高灵敏度磁场与温度传感器

朱晟昦 谭 策 王 琰 高 源 董碧成 马翰林 刘 海

[摘要]设计了一种基于表面等离子体共振(SPR)效应以及缺陷耦合机理的新型光子晶体光纤传感器。该传感器结构中光子晶体光纤包层的一个特定空气孔内表层被镀上金属薄膜,通过改变另一空气孔直径以形成缺陷,并在这两个空气孔中...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(03):0310001

 LSPR生物传感器在临床医学检测应用中的研究进展

段瑞岐 于秀章 兰竹 李林 郄明蓉

[摘要]肿瘤标志物在人类医学及恶性肿瘤的早期诊断、治疗监测及预后评估方面具有重要作用。目前血清肿瘤标志物的检测方法主要有放射免疫法(RIA),酶联免疫吸附法(ELISA)及化学发光免疫法(CLEIA)等,这些方法各自存在放射性污...

 PDF全文光电工程 | 2017, 44(02):152

 广义折反射定律

赵泽宇 蒲明博 王彦钦 罗先刚

[摘要]折射和反射是波动传播时的基本现象,光波、电磁波和声波等均可被材料界面折射和反射。近来研究发现,通过在界面上制备人为设计的亚波长结构阵列,可改变传统折射和反射行为,为成像、电磁/几何外形解耦、全息显示等技...

 PDF全文光电工程 | 2017, 44(02):129

 金属光子晶体薄膜可见光和微波波段传输性能

赵亚丽 贾琨 张晗 马江将 雷忆三 明海

[摘要]一维金属光子晶体薄膜是由金属-介质多层结构组成的等效均匀的各向异性超构材料。相比单层金属膜层,该结构在色散调控方面具有更多的自由度。在该结构中由于表面等离子体激元(SPP)的存在,可实现倏逝波的定向传输。在...

 PDF全文光电工程 | 2017, 44(02):226

 纳米等离子体激光器研究进展

赵青 黄小平 林恩 焦蛟 梁高峰 陈涛

[摘要]半导体激光器在生物技术、信息存储、光子医学诊疗等方面得到了广泛应用。随着纳米技术和纳米光子学的发展,紧凑微型化激光器应用前景引人关注。当激光器谐振腔尺寸减小到发射波长时,电磁谐振腔中将产生更为有趣的物...

 PDF全文光电工程 | 2017, 44(02):140

 有机半导体/金属杂化纳米结构中的强耦合相互作用及超快动力学特性

王卫 张红

[摘要]有源表面等离光子学(active plasmonics)是目前表面等离子体光子学研究的一个重要分支,其基本思想是利用“增益”物质和纳米金属结构相结合形成杂化金属纳米结构,从而克服表面等离子体激元(surface plasmon polarito...

 PDF全文光电工程 | 2017, 44(02):161

 三维光场限制的混合表面等离子体纳米激光器

冯丹丹 李志全 岳 中 刘同磊 白兰迪

[摘要]设计了一种带圆角的金属脊和低折射率空气间隙的新型混合表面等离子体波导结构。基于有限元法建立数学模型, 在工作波长为489 nm的可见光波段研究了该波导的电场分布、归一化模式面积、传输距离、品质因子和珀塞尔因子...

 PDF全文中国激光 | 2017, 44(10):1001005

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