1 郑州航空工业管理学院材料学院, 河南郑州, 450046
2 郑州大学物理学院(微电子学院), 河南郑州, 450001
光散射中的anapole态是纳米光子学领域的一种独特的光学现象, 可以用Mie理论以及多极展开理论进行分析。对于最常见的一阶电anapole态, 其可以看做是由笛卡尔坐标系下电偶极矩和环偶极矩的干涉相消产生, 具有典型的远场散射抑制和近场增强性能。本文首先对anapole态的基本概念和理论进行阐述, 其次对激发anapole态的微纳结构进行总结, 最后结合anapole态独特的光学特性, 对其在近场增强、非线性光学、激光等方面潜在的光子学应用和最新研究进展进行了讨论和展望。
anapole态 Mie理论 超材料 近场增强 光学非线性 纳米激光器 anapole state Mie theory metamaterial near-field enhancement optical nonlinearity nanolaser
指纹携带有人类的特殊信息,是最重要的个体特征之一。快速、清晰的指纹识别和提取对于刑事侦探、公共安全等领域具有重要的意义。金属纳米颗粒在暗场下对光具有强烈的散射作用,本文利用这一散射特性来研究指纹成像。在暗场成像条件下,当指纹和金属纳米颗粒相结合,金属纳米颗粒的散射性能呈现出指纹细节特征。这一特性为指纹的提取提供一种新方法,该方法可实现快速、简单的指纹信息提取,避免了化学方法对指纹细节信息的破坏。
暗场成像 散射 金属纳米颗粒 指纹识别 dark field imaging scattering metal nanoparticles fingerprint recognition
郑州大学 物理工程学院材料物理教育部重点实验室,郑州450001
电磁诱导透明是在介质中由不同的入射光诱导产生的量子干涉效应。它以其独特的物理现象,在量子通信和非线性光学应用中具有重要的地位。近年来,人工超材料发展十分迅速,并成为等离子体学领域的一个研究热点。超材料可以很好地调控其物理结构和特性,而且降低了对电磁诱导透明实验条件的要求,模拟出类似于电磁诱导透明的现象即等离激元诱导透明。本文介绍等离激元诱导透明的工作原理,总结实现等离激元诱导透明的几种结构,以及等离激元诱导透明的研究现状,为微型传感器的应用以及等离激元诱导透明结构的设计提供依据。
电磁诱导透明 等离激元诱导透明 超材料 相消干涉 electromagnetically induced transparency plasmon induced transparency metamaterials destructive interference
郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室,郑州 450052
Fano共振效应是一种具有非对称线型的共振散射现象,起源于共振过程和非共振过程的量子干涉效应。近年来,在等离子体纳米结构中Fano共振现象也被发现,并成为纳米光子学的一个研究热点。等离子体Fano共振通常具有较窄的光谱线宽,且不能直接与入射光耦合,只能局域在近场,强的近场局域特性可以获得巨大的表面电磁场增强。由于等离子体Fano共振独特的光学特性,已经被应用到单分子探测、高灵敏度传感、增强光谱、完美吸收、电磁诱导透明和慢光光子学器件等众多领域当中。
Fano共振 等离子体纳米结构 纳米光子学 Fano resonances plasmonic nanostructures nanophotonics
郑州大学, 物理工程学院, 材料物理国家教育部重点实验室, 郑州 450052
采用柠檬酸三钠还原硝酸银方法制备出银纳米粒子, 并通过在玻璃表面修饰3-氨基丙基-三乙氧基硅烷( APTES)对银纳米粒子进行自组装。利用紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和扫描电子显微镜(SEM)测试手段对样品进行分析和表征。由测试结果可知银纳米粒子的尺寸比较均匀, 组装致密度较高, 基本以亚单层的形式分布于基底表面。进一步研究了以结晶紫(CV)为探针分子的自组装基底的表面增强拉曼光谱(SERS), 计算发现该基底的拉曼增强因子数量级达106。结果表明: 银纳米粒子自组装基底具有良好的SERS增强效应, 为痕量CV的检测提供了有效的方法。
银纳米粒子 自组装 表面增强拉曼光谱 Ag nanoparticles self-assembly surface enhanced Raman spectroscopy (SERS)
郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室, 郑州 450052
本文介绍了一种商用的表面增强拉曼芯片(Klarite), 并对其表面形貌、拉曼活性进行了表征和测试分析。Klarite芯片由于独特的倒金字塔形设计使得其具有较好的拉曼活性、稳定性和重现性, 为生命科学和分析化学研究提供了有力的研究工具。此外, 我们对Klarite芯片在外电磁场作用下的表面电场分布进行了模拟, 发现一个结构单元中存在多个“热点”区域, 并且最大电磁场的增强随着倒置金字塔的高度h改变而变化, 当h为600 nm时, 电磁场增强达到最大, 约为25倍。
Klarite芯片 表面增强拉曼散射 电场增强 Klarite chip surface-enhanced Raman scattering field enhancement
南开大学泰达应用物理学院弱光非线性光子学教育部重点实验室， 天津 300457
利用可见激光诱导化学沉积方法在玻璃基底上制备纳米银薄膜和微结构。玻璃样品池中装满柠檬酸钠和硝酸银的混合透明溶液，当一束可见连续激光正入射样品池一段时间后，在辐照区域的玻璃内壁上便可以形成一层光亮的银膜。银膜沉积的速度受到激光功率密度、激光波长、辐照时间以及混合溶液的浓度等条件的影响。利用X射线衍射、原子力显微镜和拉曼光谱仪等手段对制备的薄膜的成分、表面形貌和拉曼活性等性质进行了表征和分析。利用此方法制备的银膜具有良好的表面增强拉曼散射活性。同时，利用双光束干涉的方法在玻璃基底上诱导出不同周期的银纳米颗粒光栅。
激光技术 银纳米颗粒薄膜 表面增强拉曼散射 银纳米颗粒光栅
