作者单位
摘要
浙江大学光电科学与工程学院极端光学技术与仪器全国重点实验室,浙江 杭州 310027
等离激元隧道结是可以同时支持表面等离激元响应与电子隧穿效应的具有纳米尺度介质间隙的金属-绝缘体-金属结构。隧道结中电子、等离激元和光子等受到极强的约束并发生丰富的相互作用,这为在纳米尺度上研究和操控电子、光子,以及发展新一代纳米光电子器件提供了一个新的平台。本文综述了等离激元隧道结在等离激元激发/发光和等离激元/光子-电子转换中的应用。
表面等离激元 隧道结 电子隧穿 等离激元激发 光电转换 surface plasmon tunnel junction electron tunneling plasmon excitation photoelectric conversion 
激光与光电子学进展
2024, 61(3): 0324001
作者单位
摘要
重庆大学光电工程学院光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044
为了进一步提升传统金属纳米结构表面增强拉曼散射(SERS)衬底的检测灵敏度和均匀性,提出了银修饰开放纳米腔多孔阳极氧化铝模板(AAO)复合结构的SERS新衬底,利用AgNPs(Ag nanoparticles)表面的局域表面等离子共振效应、银纳米粒子之间的热点效应,以及AAO结构的开放纳米腔的腔增强效应,实现了高灵敏度分子检测。采用液-液界面自组装方法将AgNPs修饰到AAO腔体中;利用FDTD(finite difference time domain)仿真软件对结构的电磁场分布特性进行了研究;开展了系统的拉曼测试实验,实验结果表明:相较于传统SiO2-AgNPs衬底,AAO-AgNPs的拉曼光谱强度提高了4.7倍;以R6G(rhodamine 6G)为探针分子,AAO-AgNPs衬底的最大分析增强因子约为2.38×1010,检测极限可达10-16 mol/L;此外,实验验证了该复合结构的多分子检测功能。
表面光学 表面增强拉曼散射 银纳米颗粒 阳极氧化铝模板 复合结构 surface optics surface-enhanced Raman scattering Ag nanoparticles anodic aluminum oxide template composite structures 
光学学报
2023, 43(23): 2324001
作者单位
摘要
1 桂林电子科技大学广西高校微电子器件与集成电路重点实验室,广西 桂林 541004
2 桂林电子科技大学光电工程学院,广西 桂林 541004
圆二色性(CD)通常用来表征手性响应强度,在手性检测领域极具应用前景。本文提出了一种金衬底上对称性破缺的全介质二聚体混合结构,可在721.1 nm波段处产生高达0.42的强CD,并且CD谱具有极窄的线宽,仅为0.16 nm。通过琼斯矩阵对该结构进行了理论分析,采用时域有限差分(FDTD)法进行建模与仿真,研究结果表明,通过改变介质二聚体的尺寸大小或椭圆柱介质的旋转角(θ)和两个介质体的相对位置(G)等参数可以对结构的CD响应进行相应的优化。并且通过电场分析发现,圆偏振光激发了二聚体的表面晶格共振(SLR),导致其CD谱具有高品质因子(Q)特性。基于此结构传感的灵敏度为718.3 nm/RIU(灵敏度单位),Q值可高达4489.4。此外,该手性结构的周期单元可以实现数字成像功能,不同偏振光下具有不同的成像信号。高Q 值CD的研究结果为高性能的手性传感及光学成像的研究奠定了一定的理论基础。
圆二色性 对称破缺 二聚体 表面晶格共振 circular dichroism symmetry-broken dimer surface lattice resonance 
光学学报
2023, 43(22): 2224001
作者单位
摘要
重庆大学光电技术及系统教育部重点实验室,重庆 400044
利用自组装技术将单层银纳米粒子修饰到Whatman No.1滤纸表面,成功制备了柔性表面增强拉曼散射(SERS)基底。实验结果表明:当银粒子尺寸为20 nm时,拉曼增强性能达到最佳。采用此参数制备的SERS基底对罗丹明6G(R6G)分子的检测极限为10-10 mol/L,最大增强因子为5.66×108,相对标准偏差(RSD)为10.9%。同时,该柔性基底能够准确地识别和区分多种目标分子,并具有良好的柔软性和可恢复性。此外,还结合基底的扫描电子显微镜(SEM)表征情况,利用时域有限差分(FDTD)仿真软件对样品的电磁场增强特性进行了数值分析,并对其与实验结果进行了对比。
自组装 银纳米粒子 柔性基底 表面增强拉曼散射 self-assembly silver nanoparticle soft substrate surface-enhanced Raman scattering 
光学学报
2023, 43(21): 2124003
作者单位
摘要
1 中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心,上海 201800
2 中国科学院大学材料科学与光电技术学院,北京 100049
大气等离子体刻蚀是一种非接触式、材料去除可控的加工方法,在光学元件的高精度加工中具有广泛的应用前景。但是大气等离子体刻蚀后元件存在表面形貌恶化的问题,严重影响元件的性能和使用寿命。进行氢氟酸刻蚀实验,证明了元件表面形貌的恶化是由氟碳化合物和表面凹坑微结构两个原因引起的。为了解释表面凹坑微结构的形成,提出基于micro-mask壁面反射增强理论的凹坑形成模型,并开展了样品表面旋涂金纳米颗粒充当micro-mask的刻蚀实验。实验结果验证了micro-mask壁面反射增强模型的正确性,为解决大气等离子体刻蚀后元件表面形貌恶化问题提供了新的思路和方法。
壁面反射增强 熔石英 表面形貌 形成机理 大气等离子体 wall reflection enhancement fused silica surface morphology formation mechanism atmospheric plasma 
光学学报
2023, 43(21): 2124002
吴春芳 1,*张焱 1潘浩 1朱业传 1[ ... ]魏杰 3
作者单位
摘要
1 西安工业大学光电工程学院,陕西 西安 710021
2 中国大唐集团科学技术研究总院有限公司西北电力试验研究院,陕西 西安 710018
3 西安交通大学电子科学与工程学院,陕西 西安 710049
表面等离子激元(SPP)和局域表面等离子共振(LSPR)耦合产生的电场增强显著高于单纯LSPR引起的电场增强。因此一种新型高效的表面增强拉曼散射(SERS)基底是寄希望于在一种复合基底中实现SPP-LSPR耦合获得的。基于SPP-LSPR耦合机理,提出一种针对633 nm激光使用的金光栅/金纳米颗粒SERS基底的设计思路以及光栅和纳米颗粒的具体结构参数。为了验证设计方法的正确性,利用电子束光刻法和化学合成法分别制备了具有相应几何尺寸特征的金光栅和金纳米颗粒,并将它们复合在一起得到了光栅/纳米颗粒SPP-LSPR耦合型复合SERS基底,这个基底相比仅有金纳米颗粒制备的LSPR型SERS基底,在检测R6G溶液时浓度可以降低2个数量级,增强因子是后者的72倍,实验结果和时域有限差分(FDTD)法理论拟合的结果基本一致。
表面增强拉曼散射基底 时域有限差分法 光栅 纳米颗粒 surface enhanced Raman scattering substrate FDTD method grating nanoparticle 
光学学报
2023, 43(21): 2124001
作者单位
摘要
1 武汉理工大学理学院,湖北 武汉 430070
2 梁园区科学技术局科学技术情报研究所,河南 商丘 476000
相位型表面等离子体共振(SPR)技术具有极高的检测灵敏度。然而,理论求解SPR信号的相位差时通常会出现相位跳变的情况,致使理论与实验结果不能直接对应,需要人为修正。提出一种新的相位求解方法——相位解卷绕法,通过不同厚度金膜修正前后的SPR相位差的计算结果与实验结果对比表明:相位解卷绕法修正后的解调结果不再出现相位跳变现象;且相位差变化量随金膜厚度的增加呈先增加后减少的趋势,即存在一个对应于相位差极大值的最佳金膜厚度。相位解卷绕法解决了SPR相位解调中的相位跳变问题,使理论计算能直接对应实验结果。
表面等离子体共振 相位解调 相位解卷绕法 干涉测量 金膜 surface plasmon resonance phase demodulation phase unwrapping method interferometry gold film 
光学学报
2023, 43(20): 2024003
作者单位
摘要
华北理工大学电气工程学院,河北 唐山 063210
针对金属工件表面缺陷分割精度低的问题,通过对工件表面图像缺陷特征研究,提出以U-net为基础,结合多尺度自适应形态特征提取模块及瓶颈注意力模块的工件表面缺陷分割模型。首先,在网络中嵌入多特征注意力有效聚合模块,提高信息的利用率,提取更多相关特征,从而高精度地提取缺陷目标。然后,在网络中引入瓶颈注意力模块,增加缺陷目标的权重,优化特征的提取,获取更多的特征信息,从而获得更好的分割精度。改进后的网络平均精度达到0.8749,比原网络相比提高了2.92%,平均交并比达到0.8625,提高了3.72%。与原始网络相比,改进后的网络具有更好分割的精度,可以获得更好的分割结果。
表面光学 表面缺陷 图像分割 U-net网络 多特征注意力有效聚合模块 瓶颈注意力模块 optics at surfaces surface defect image segmentation U-net network multi-scale adaptive-pattern feature extraction bottleneck attention module 
激光与光电子学进展
2023, 60(15): 1524001
李昕 1,2,3张时飞 1张晓彤 1杨静育 1[ ... ]王涌天 1,**
作者单位
摘要
1 北京理工大学光电学院北京市混合现实与新型显示工程技术研究中心,北京 100081
2 北京理工大学光电学院光电成像技术与系统教育部重点实验室,北京 100081
3 北京理工大学光电学院信息光子技术工信部重点实验室,北京 100081
超表面器件的亚波长单元结构能够与光产生强烈的相互作用。通过对超原子的优化设计,能够对光场的各个参量进行多维度调控,为包括全息显示在内的众多应用光学领域带来全新的解决思路与方案。针对全息显示中核心光电调制器件能力有限的问题,发挥超表面器件超强的光场控制能力,利用多维度的复用调控,实现对信息通道数量的扩展,提升显示质量与效果。随着对超表面光场调控机制与复用技术的深入研究,超表面自身与相关应用领域都得到了长足发展。本文围绕超表面进行论述,着重介绍本课题组在多维度超表面的光场调控及全息显示中的研究进展。
超表面 光场调控 多维度 全息显示 metasurface light field manipulation multiple dimensions holographic display 
光学学报
2023, 43(15): 1524001
戴耀威 1,2陈聪 2高鹏 2赵佳明 2[ ... ]刘海 1,2,*
作者单位
摘要
1 中国矿业大学教育部地下空间智能控制工程研究中心,江苏 徐州 221116
2 中国矿业大学信息与控制工程学院,江苏 徐州 221116
设计了一种可由空间编码结构光控制的多功能太赫兹超表面单元,该单元由嵌有光敏半导体材料的金属裂环-二氧化硅介质层-金属底板组成。超表面单元通过结构光源的编码控制光改变单元顶层金属裂环内嵌光敏半导体的电导率来模拟不同形状的C形环,实现了具有2 bit相位编码的光控超表面单元设计。将超表面单元组成阵列,通过编码结构光的空间分布进一步实现了角度可控的异常反射,并获得不同阶数的涡旋波束。所提出的基于空间编码结构光源的新型太赫兹超表面光控方式解决了现有光控超表面功能单一、加工难度大等问题,为光控可编程太赫兹超表面技术发展提供了新的思路。
表面光学 太赫兹 光控超表面 可编程超表面 结构光 波束控制 optics at surface terahertz optically controlled metasurface programmable metasurface structured light beam steering 
光学学报
2023, 43(11): 1124004

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!