光声转换是指利用光声效应产生声音的过程。脉冲光可以激发光声材料产生高频、宽带超声信号。金属纳米结构具有局域表面等离子体共振效应,因此具有高光学吸收和可调控性,是一种重要的光声转换材料,广泛应用在生物医学成像等领域。介绍光声转换的主要机制和原理,总结金纳米棒、金纳米圆盘、金纳米阵列等金属纳米材料的光声转换研究及应用进展,并对金属纳米光声材料的未来发展方向进行了展望。

集成具有一序列微流控操作单元的芯片实验室技术, 在微流控通道内铺陈金属纳米粒子（尤其是金、 银以及铜纳米粒子)作为衬底, 泵入多通道微纳升分析物, 用于联用表面增强光谱在痕量、 实时、 原位、 过程反应等检测中具有重要的意义。 这种联用检测技术集成了芯片实验室和表面光谱两种技术的优点: 芯片实验室技术集成流程式分步操作, 实现筛选取样, 分段、 实时反应检测, 减小样品量, 稳定测试环境等优势以及表面增强光谱的光谱响应快, 灵敏性和选择性强、 原位检测等优点。 借助于Drude模型以及适当的边界条件, 外电场引发金属颗粒价电子的局域等离子振荡, 并推导了产生共振的局域表面等离子增强以及受激感应偶极子振荡产生表面拉曼增强的物理电磁增强机制。 综述了芯片实验室表面局域等离子检测在生物、 医药、 食品安全等方面的应用, 检测通道的增加促使检测效率有较大的提高, 同时检测限能力获得较大的突破。 综述了芯片实验室技术结合表面增强拉曼光谱公共安全、 生物医学、 电化学和生物传感器等领域的应用, 表面增强拉曼光谱的高度灵敏性以及指纹性应用于痕量检测。 根据芯片实验室技术在研究开发和应用已经获得不断的进展, 结合3D打印技术, 精准控制多通道结构尺寸, 更好地满足设计的需求。 表面等离子增强光谱以及表面增强拉曼光谱等表面光谱检测技术在应用上日趋成熟, 获得突破传统显微镜的光学极限的分辨能力。 这种联用技术在实际定性或者半定量痕量分析检测应用中具有光明的前景。

近年来,利用纳米颗粒增强薄膜太阳电池效率受到了广泛关注。本文研究了核-卫星状复合结构银颗粒背位增强1 μm厚的硅薄层光吸收。采用了有限差分时域(Finite-difference Time-domain, FDTD)方法对所设计模型进行仿真模拟。结果发现,这种处在硅背面位置的复合结构银颗粒在很宽的光谱范围内具有很强的散射能力,同时,相比没有背位银颗粒阵列的1 μm硅薄层,有颗粒阵列的硅薄层对光的吸收有着明显的增加。

借助时域有限差分法，对几种常见金属纳米颗粒影响有机太阳能电池光吸收效率的因素及其内部物理机制进行了研究.首先对金属纳米颗粒激发局域表面等离子共振的场分布特点进行分析，对比其在电池不同功能层中对光吸收率的影响;其次基于米氏理论与电共振效应，得出金属纳米颗粒的结构参量对局域表面等离子共振位置及强度的影响规律，并以此进行优化设计.结果表明，具有高对称性形貌的金属纳米颗粒以小尺寸密堆积结构引入电池活性层，能够促进电池光吸收增强三倍以上.