1 南开大学 电子信息与光学工程学院 现代光学研究所, 天津市微尺度光学信息技术科学重点实验室, 天津 300350
2 天津大学 精密仪器与光电子工程学院, 精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
采用电磁场有限元方法, 数值模拟了孔径型扫描近场光学显微镜(aperture Scanning Near-field Optical Microscopy, a-SNOM)在照明模式下的工作过程.针对金偶极天线结构, 改变天线 长度和纳米间隙尺寸, 计算了a-SNOM探针孔径的远场辐射速率随探针端面中心坐标变化的扫描曲线, 实现了超越a-SNOM探针通光孔径尺寸的天线金属纳米间隙的超分辨测量, 对于100 nm通光孔径的 探针, 可分辨最小尺寸为10nm(0.016倍波长)的金属间隙.通过对比金属和介质偶极天线的a-SNOM探针远场辐射速率测量的计算结果, 表明天线金属纳米间隙的超分辨测量的实现是由于金属间隙表面 等离激元的激发.
纳米光子学 偶极天线 扫描近场光学显微镜 分辨率 探针 间隙表面等离激元 远场辐射速率 Nanophotonics Dipole antenna Scanning near-field optical microscope Resolution Probe Gap surface plasmon polariton Radiative emission rate
1 南开大学 电子信息与光学工程学院 现代光学研究所, 天津 300350
2 天津大学 精密仪器与光电子工程学院 精密测试技术及仪器国家重点实验室, 天津 300072
基于有限元算法和Maxwell应力张量法, 分析了紧聚焦高斯光束照明下金基底表面的金纳米球所受光力。利用无结构的平整金基底, 被捕获的金纳米颗粒和金基底之间能够产生间隙表面等离激元和局域表面等离激元共振效应, 将电磁场局域在金球与金基底之间的纳米间隙内, 增强了金纳米球所受光力以及光阱刚度。通过研究入射光的偏振态、金纳米球的半径、基底类型以及聚焦光束焦点到基底表面距离对光力的影响, 得到了实现基底附近金纳米球稳定捕获以及获得最大光力的优化方案。
光镊 光阱刚度 间隙表面等离激元 径向偏振光 金纳米球 optical tweezer optical trap stiffness gap surface plasmon radially-polarized light Au nanosphere
