Radiative and non-radiative effects of a substrate on localized plasmon resonance of particles
实验表明，一些基底对金属纳米粒子的局域等离子体激元有很强的影响，但影响参数的确定尚无定论。在这里，我们使用离散偶极子近似结合索末菲积分关系来解释作为入射辐射参数的函数的基板的效果。辐射耦合既可以淬灭又可以增强共振，并且示出了其对入射辐射相对于表面的角度和偏振的依赖性。与衬底的非辐射相互作用增强了粒子的等离子体共振，并且可以显著地将共振从它们的自由空间能量转移。衬底的非辐射相互作用对粒子的形状和入射辐射相对于衬底的偏振敏感。我们的研究结果表明，在耦合和单个粒子的等离子体共振可以显着改变其自由空间共振和淬火或增强的衬底和入射辐射的偏振的选择。
2012-04-20 physics.optics
Coherent perfect absorption mediated enhancement of transverse spin in a gap plasmon guide
我们考虑一个对称的间隙等离子体导（折叠Kretschmann配置）支持对称和反对称耦合表面等离子体。我们计算了横向自旋照明下从两侧一样，在相干完美吸收（CPA），从而所有的入射光可以被吸收，激发模式的结构。在横向自旋显着增强被证明是可能的，当CPA浸和模式激发是在相同的频率。增强的结果从CPA介导的总传输的入射光的耦合模式和相关的大的局部领域。横向自旋是本地化的结构，因为在周围的电介质中，只有入射平面波缺乏任何结构。
2016-11-15 physics.optics
Plasmonic orbital angular momentum manipulation through light control
对高聚焦径向偏振涡旋光束在金属表面激发的等离子体激元涡旋进行了实验和理论研究。所提出的方法揭示了直接相位奇异性和轨道角动量（OAM）从入射结构光束到其对应的表面等离子体激元的动态，可重构和高效率的优势。详细研究了等离子体激元场的模式、相位分布、坡印廷矢量和聚焦效率。实验验证进一步表明，纳米粒子可以被限制和操纵的PV和被困粒子的轨道旋转速度的区域内动态地改变通过改变入射光的拓扑电荷。
2011-10-08 physics.optics
Angular characteristics of a multimode fiber surface plasmon resonance sensor under wavelength interrogation
本文从理论上研究了多模光纤SPR传感器的角度特性。通过分离不同角度入射光束的贡献，提出了一个紧凑的模型来预测谐振波长相对于角度和环境折射率的偏移。结果表明，通过优化入射角可以显著提高传统光纤SPR传感器的性能。此外，我们的调查表明，以前的报告中存在一些问题。
2015-11-12 physics.optics
Tunable plasmonic enhancement of light scattering and absorption in graphene-coated subwavelength wires
研究了线偏振平面波照射下亚波长石墨烯单层线的电磁响应。结果表明，当入射辐射共振激发局域表面等离子体时，涂层导线的散射和消光截面显著增强。增强发生p-偏振入射波和激发频率对应于复杂的极点的系数的多极展开的散射场。通过动态调整石墨烯的化学势，可以在很宽的范围内选择增强的光谱位置。
2015-05-12 physics.optics
Observation of flat band for terahertz spoof plasmon in metallic kagomé lattice
我们研究了由具有kagome对称性的金属盘和棒组成的超材料的色散关系，发现kagome晶格的拓扑性质形成了等离子体平坦带。为了确认平带的形成，我们制造的超材料，并在太赫兹制度的传输测量。观察到两个由依赖于入射太赫兹光束的偏振的透射最小值形成的带。其中一个频带对应于平坦频带，这一点由谐振频率几乎与入射角无关的事实所证实。
2012-05-18 physics.optics
Fano enhancement of second harmonic field via dark-bright plasmon coupling
表面等离子体共振，即自由电子的相干振荡，可以将入射场集中到比入射波长小得多的小体积中。这些\textit{hot spots}的强场增强了光与物质的相互作用，并可能导致非线性的出现。控制这样的非线性对于各种实际应用是重要的。在这里，我们报告说，通过耦合暗模式的第一和产生的第二谐波模式分别，可以获得控制这两个领域。我们发现，通过工程路径之间的干扰（法诺共振）明亮和黑暗的等离子体激元模式，它是可能的，以提高基本模式而不增加非线性场，提高非线性场而不修改基本模式，并提高二次谐波场与增强的基本模式。
2021-03-05 physics.optics
Surface Plasmonic Lattice Solitons in Semi-infinite Graphene Sheet Arrays
研究了半无限石墨烯片阵列中的表面等离子体晶格孤子。石墨烯的非线性抑制了表面等离子体的隧穿，同时入射功率必须大于阈值，才能形成表面孤子。由于表面等离子体激元（SPP）对石墨烯的强限制，表面等离子体激元的有效宽度可以压缩到~ 0.001λ的深亚波长尺度。基于表面PLS的稳定传播，我们发现通过降低入射功率或增加石墨烯的化学势，可以将光的传播从阵列边界切换到内部石墨烯片。该研究在深亚波长光开关中有着广阔的应用前景。
2016-11-21 physics.optics
Broadband plasmonic absorber for photonic integrated circuits
表面等离子体激元的丢失一直被认为是信息传输中的一个致命缺陷。在这里，我们提出了一个等离子体吸收器利用这一“缺点”，以吸收光子集成电路（PIC）中的杂散光。基于绝热模式演化原理，其性能对带宽大于300 nm的入射波长不敏感，对周围环境和温度具有鲁棒性。此外，金属的使用使其非常紧凑，有利于散热。在1550 nm波长处，吸收效率可达99.8%，入射光的反射率和透射率均小于0.1%。这种器件可以在PIC中找到各种应用，以消除残留的强泵浦激光或杂散光。
2013-11-26 physics.optics
Grating-coupled excitation of multiple surface plasmon-polariton waves
采用严格耦合波分析方法，研究了有限厚度金属光栅和Rugate滤波器构成的表面浮雕光栅对不同线偏振态和相速的多个表面等离子体激元（SPP）波的激发。入射平面波可以是p偏振的，也可以是s偏振的。SPP波的激发由吸光度对入射角的曲线图中的那些峰的存在指示，所述峰与褶皱滤波器的厚度无关。代表s偏振SPP波激发的吸收峰比代表p偏振SPP波的吸收峰窄。两个沿不同方向传播的入射平面波可以激发同一个SPP波。线源可以同时激发多个SPP波。
2011-05-29 physics.optics
Plasmonic coated scatterers for tunable coherent perfect absorption
Yale University（耶鲁大学）
推导了包覆亚波长球形和圆柱形散射体实现固定角动量相干光完美吸收所需的表面电导率闭式解，并分析了远场可实现的两种几何结构，证明在太赫兹波段大带宽内所需的复表面电导率可通过适度掺杂石墨烯轻松实现。
2026-06-26 physics.optics
Surface plasmon polariton assisted optical pulling force
我们证明了解析和数值的存在下，光拉力作用于粒子位于等离子体界面附近。两个主要因素促成了这种负反作用力的出现。入射波和反射波之间的干涉引起具有非对称散射图案的旋转偶极子，而表面等离子体激元（SPP）的定向激发增强了散射光的线性动量。强非对称SPP激发是由旋转偶极子和表面等离子体激元的自旋轨道耦合决定的。作为总动量守恒的结果，作用在粒子上的力指向与入射波传播相反的方向。我们推导出解析表达式的力作用在一个偶极粒子放置在附近的等离子体表面。这种拉力的解析表达式内的偶极子近似推导，并在良好的协议与电磁数值计算的结果。作用在较大颗粒上的力进行了数值分析，超越了偶极子近似。
2016-01-08 physics.optics
High-efficiency terahertz spin-decoupled meta-coupler for spoof surface plasmon excitation and beam steering
在现代微波和太赫兹领域中，将其他多样化功能有效地集成到单个MEMS器件中的欺骗表面等离子体（SSP）元耦合器是非常期望的。然而，据我们所知，由于正交入射波之间的自旋耦合，多样化的功能尚未应用于圆偏振元耦合器。在本文中，我们提出并数值演示了太赫兹自旋解耦的双功能元耦合器SSP激发和光束转向。所设计的元耦合器由耦合元表面和传播元表面组成。前者的作用是在左、右圆极化波的照射下实现异常反射或将入射波转换为SSP，后者的作用是将激发的SSP导出。在0.3THz处，对左右圆偏振入射波的转换效率分别达到82%和70%。此外，通过适当地调整反射相位分布，许多其他多样化的功能也可以集成到元耦合器中。我们的研究可能为偏振相关的SSP耦合器，探测器和其他实用的太赫兹器件开辟新的路线。
2019-04-12 physics.optics
Spin-locking metasurface for surface plasmon routing
提出并分析了利用镜像对称周期性超颖表面实现的金属表面等离子体激元自旋相关路由。我们结合了等离子体波的固有横向自旋角动量，以便有效地将携带圆偏振的入射光耦合到期望的方向。偏振光的倾斜入射与光栅的精确设计的动量匹配特性的组合提供了实现路由等离子体束的自旋锁定超颖表面的完美方式。
2018-10-23 physics.optics
Strong Amplitude and Phase Modulation of Optical Spatial Coherence with Surface Plasmon Polaritons
光学空间相干性的程度-描述波动电磁场之间相互关联的光的基本属性-已被证明在微米尺度上控制具有挑战性。在这里，我们采用表面等离子体激元-倏逝波激发的薄金属膜的两个表面-作为一种手段纠缠的随机波动的入射电磁场在狭缝位置的杨氏双缝干涉仪。光的空间相干性的复杂程度的强可调谐性通过精细地改变两个狭缝之间的分离距离来实现。幅度从0%到80%的空间相干度的连续调制允许我们将完全非相干的入射光转换为高度相干的光，反之亦然。这些发现为替代方法铺平了道路，这些方法可以设计出具有超越传统基于折射和衍射的光子超颖表面的多功能能力的平面光学元件。
2016-12-29 physics.optics
Experimental excitation of multiple surface-plasmon-polariton waves with 2D gratings
在二维金光栅上制作的一维光子晶体（PC）结构中，证明了多个SPP波作为Floquet谐波的激发。PC的每个周期包括九层不同组成的氮氧化硅，并且每个PC具有两个或三个周期。倾斜入射的$p$ -和$s$ -偏振光的吸收率在500- 1000 nm波长范围内进行了测量，并将吸收光谱中的尖锐带与潜在的正则边界值问题的解决方案进行了比较。证实了多个表面等离子体极化激元（SPP）波作为Floquet谐波的激发。该结构表现出宽带吸收与入射角和入射光的偏振态的整体弱依赖性，并具有潜在的应用收获太阳能。
2014-07-28 physics.optics
Beam-Size Invariant Spectropolarimeters Using Gap-Plasmon Metasurfaces
超颖表面通过表面限制的平面组件实现了对光的特殊控制，为光子学中非常密集的集成和小型化提供了迷人的可能性。在这里，我们设计，制造和实验证明芯片大小的等离子体光谱偏振仪同时偏振态和波长的测定。分光偏振仪由三个间隙等离子体相位梯度超表面组成，每个超表面占据120°的扇形，将垂直入射光反射到六个预先设计的方向，其方位角与光波长成比例，而相应衍射强度的对比度通过检索相关的斯托克斯参数提供了对入射偏振状态的直接测量。概念验证的96 μ m直径的分光偏振计在750- 950 nm的波长范围内工作，表现出预期的偏振选择性和高角色散。此外，我们表明，由于圆扇形设计，偏振分析可以进行不同直径的光束，而无需事先校准，从而证明了光束尺寸不变的功能。所提出的分光偏振仪是紧凑的，具有成本效益，鲁棒性，并承诺高性能的实时偏振和光谱测量。
2017-04-28 physics.optics
Surface plasmon polaritons scattering by subwavelength silicon wires
采用时域有限差分法研究了亚波长二维硅线的表面等离子体激元散射。结果表明，将入射表面等离子体激元耦合到粒子的腔间模可以显著地改变透射场和等离子体激元诱导力。特别地，透射力和光学力对颗粒尺寸高度敏感，所述颗粒尺寸与取决于颗粒形状和尺寸的回音壁模式或驻波模式的激发有关。这种特性可能具有潜在的传感应用。
2016-03-01 physics.optics
Asymmetric transmission of surface plasmon polaritons on planar gratings
我们描述了一种表面结构，由金属-空气界面组成，其中金属部分由两个金属段组成，它们之间的界面具有周期性调制。这样的结构对于从其一侧入射到其上的表面等离子体激元具有与对于从相对侧入射到其上的表面等离子体激元不同的透射率。表面等离子体激元的这种不对称传输是基于对零阶布拉格光束的抑制，对于一定值的调制深度，零阶布拉格光束不传输通过该结构，而+1和-1布拉格光束的衍射效率可以通过改变光栅的周期和/或入射角来修改。对于一定范围的入射角，可以观察到对于-1模式的透射率的不对称性，而+1模式被完全抑制。通过改变衍射结构的材料和几何参数，可以控制表征不对称程度的对比度透射。计算机模拟计算的结果证明了这种结构的特性。
2016-09-01 physics.optics
Critical coupling to Tamm plasmons
光的临界耦合到Tamm等离子体激元的条件进行了研究与全面的数值模拟，突出的参数，最大限度地吸收入射光的金属层。讨论了反射和吸收对入射方向的非对称响应，这两种情况产生不同的最佳耦合条件。这些研究结果是相关的优化Tamm结构的设计，特别是在应用中，如窄带热发射器，场增强光谱和折射率传感。
2014-11-03 physics.optics
Surface plasmon-polariton pulses in the form of bright and dark solitons
本文考虑了在非线性介质和非线性金属边界上产生表面等离子体激元-极化激元的线性和非线性模型。我们已经展示了三维入射波如何被转换为TM模式的一次和二次谐波的表面等离子体激元-极化激元的通量。这些“慢”和“快”通量的表面等离子体激元极化激元形成在两个谐波在弱相互作用。结果表明，在一次谐波和二次谐波的强相互作用下，表面等离子体激元-极化激元脉冲分别作为亮孤子和暗孤子传播。
2012-10-01 physics.optics
Surface-plasmon-polariton waves guided by the uniformly moving planar interface of a metal film and dielectric slab
研究了相对运动对金属薄膜和介质平板的平面界面上表面等离子体激元（SPP）波激发的影响。利用相应的洛伦兹变换，将运动和非运动参考系中的电磁相量直接联系起来。我们的数值研究表明，在均匀移动的介质板的情况下，SPP波激发的入射角是高度敏感的（i）的比率$β$的运动速度在自由空间中的光速和（ii）的运动方向。当运动方向平行于入射平面时，对于低和中等的$β$值，SPP波由$p$偏振（而不是$s$偏振）入射平面波激发，而在较高的$β$值时，全反射状态被破坏.当运动方向垂直于入射平面时，SPP波在$β$值较低时由$p$偏振入射平面波激发，但在$β$值中等时由$s$偏振入射平面波激发，而在$β$值较高时，SPP波不被激发。在均匀运动的金属膜的情况下，对$β$和运动方向的灵敏度不太明显。
2010-06-04 physics.optics
Laser Induced Periodic Surface Structures Induced by Surface Plasmons Coupled via Roughness
讨论了飞秒激光诱导周期性表面结构（LIPSS）的形成机理。最常用的理论之一是通过入射激光束与表面等离子体激元-极化激元波之间的干涉来解释这种结构。后者通常归因于入射激光与表面粗糙度的耦合。我们表明，这种表面等离子体激元的激发机制与激光烧蚀实验的结果相矛盾。作为一种替代方法的激发LIPSS，我们分析发展的流体动力学不稳定性的熔体层。
2013-07-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Anisotropic surface plasmon-coupled emission from structured PMMA films doped with Rhodamine B
本文报道了掺杂罗丹明B（RhB）的PMMA结构薄膜在银膜上的各向异性表面等离子体耦合发射（SPCE）的观测结果。对于一个给定的结构，它是观察到的入射激光光斑的相对位置的结构化的PMMA和激光束的偏振特性可以用来调制的SPCE图案。所提出的方法使得能够以确定性方式在方位角上控制定向SPCE。
2009-12-10 physics.optics
Broadband and efficient plasmonic control in the near-infrared and visible via strong interference of surface plasmon polaritons
从理论和数值计算上证明了利用一对相控纳米缝可以实现近红外和可见光范围内表面等离子体激元的宽带可调谐控制。我们建立与耦合波模型，通过划分两个输入通道之间的入射功率相等的模拟支持，最大等离子体激元强度可交付到任何一方的纳米缝对是一个孤立的狭缝的两倍。对于宽带源，示出了具有波长的十分之一的量级的纳米缝分离的紧凑装置，以将几乎所有产生的等离子体激元转向一侧以获得相同的相位延迟，从而实现宽带单向等离子体激元发射器。所报道的效应可应用于超宽带和高效可调谐等离子体激元器件的设计。
2013-10-25 physics.optics
Near-Field Modification of Interference Components in Surface Plasmon Resonance
在衰减全反射（ATR）几何结构中，通过表面等离子体激元（SPP）产生从入射光束提取的能量被隐含地认为作为热耗散。然而，我们发现，一个尖锐的尖端相互作用的SPP倏逝场可以重新定向一些能量之前，这种耗散发生。用简单的计算机模拟研究了这种行为，并将其与修改后的马赫-曾德尔干涉仪进行了类比。我们还讨论了“无相互作用”的测量与我们的设置。
2008-04-21 physics.optics
Characteristics of plasmonic at a metal /chiral sculptured thin film interface
采用传输矩阵方法，在Kretschman组态下，对金属薄膜与手性雕塑薄膜界面上表面等离子体激元的传输进行了理论研究。计算了在不同结构参数下，结构对线偏振P和S的光吸收随极入射角的变化关系。结果表明，当入射光为P偏振光时，存在多个等离子体激元峰，而当入射光为S偏振光时，存在较弱的等离子体激元峰。
2013-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Observation of the spin-based plasmonic effect in nanoscale structures
观察表面等离子体激元现象是依赖于旋向的圆偏振入射光（自旋）。在我们的实验中获得的偏振相关的近场强度分布归因于存在的几何相位所产生的光与各向异性和不均匀的纳米结构的相互作用。在等离子体微腔中获得了具有自旋相关拓扑荷的近场涡旋表面模。在等离子体结构中的偏振敏感聚焦的显着现象也被证明。
2008-07-31 physics.optics
Plasmonic resonances at interfaces patterned by nanoparticle lattices
我们目前的理论研究的性质的集体等离子体共振的表面上有序晶格的球形金属颗粒已被沉积。集体等离子体激元模式，激发光入射在表面上，探讨了正方形和矩形晶格的粒子。由入射光束激发的特定共振取决于频率、偏振和入射角。我们表明，可以创建的反射光的偏振是频率依赖的表面。偏振相关光谱的形式可以通过选择纳米颗粒阵列的材料和参数来调节。
2012-08-09 physics.comp-ph physics.optics
Perfect coupling of light to surface plasmons with ultra-narrow linewidths
我们研究了电磁波垂直入射到一个薄的银膜，形成一个振荡光栅嵌入在两个均匀的，半无限的半空间之间的耦合。两个光栅结构被认为是，在其中一个的Ag膜的中点保持固定，而厚度正弦变化，而在另一个中点正弦振荡，而膜厚度保持固定。在从长波长极限减少光波长时，我们遇到与以下相关联的透射系数T和反射系数R中的特征：i）短程表面等离子体模式，ii）长程表面等离子体模式，以及iii）与光栅相切的电磁衍射。前两个特征可被视为广义（等离子体）伍德异常，而第三个是一阶常规（电磁）伍德异常。在薄膜表面的能量密度增强对应于这三个异常的波长，特别是对于在薄膜的长程等离子体激元模式。当激发银膜与一对波从相反方向入射，我们发现，通过调整光栅振荡幅度和固定的入射波的相对相位为偶数或奇数，T+R可以为一个或其他的等离子体激元模式消失，这对应于完美的耦合（阻抗匹配在电气工程的语言）之间的入射光和这些模式。
2009-06-25 physics.optics
Anisotropy-assisted non-scattering coherent absorption of surface plasmon-polaritons
控制电磁导模传播的能力是集成纳米光子学的核心。表面等离子体激元是集成光学系统中的一类导模。在这里，我们提出了一个理论设计的相干表面等离子体吸收器，可以完美地收获能量的相干入射表面等离子体没有寄生散射到自由空间模式。由于吸收体的特别定制的各向异性，避免了通常伴随着界面边界的表面等离子体激元的散射的自由空间模式的激发。对空间非均匀有限尺寸结构中相干SPP吸收体的概念进行了数值分析。我们相信，我们的研究结果将是重要的集成纳米等离子体系统的发展。
2016-05-31 physics.optics
Surface plasmon-polaritons in deformed graphene excited by attenuated total internal reflection
本文采用衰减全反射方法研究了形变石墨烯中表面等离子体激元的激发。我们考虑了石墨烯中SPPs激发的Otto几何。SPPs激发的效率强烈地依赖于SPPs的传播方向。SPP的最有效激发的频率和入射角强烈地依赖于入射光的偏振。我们的研究结果可能会打开新的可能性，在纳米尺度上的光的应变诱导成型流。
2019-03-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Oblique-incidence excitation of surface plasmon polaritons on small metal wires
本文报道了小直径圆柱形金属丝表面等离子激元的实验研究。应用一种新的技术，这是由该小组开发的和最近报道的，单线和线阵列样品的金（Au）和银（Ag）的小直径400 nm < D < 3 μ m和高纵横比≤ 75000的光子晶体光纤和单孔毛细管。此外，Au和Ag的有效块体金属线通过混合技术产生，包括用于13 μ m至50 μ m之间的大量不同直径的光纤锥形化和磁控管溅射沉积。测量的吸收，对应于激发的SPP模式实现了一种新的基于角度计的实验装置，在一个单一波长的斜入射激光束散射。研制了一种能同时测量不同入射角下s偏振和p偏振的散射振幅的装置。为了比较，离散SPP模式和它们的激发角的色散模型推导。计算结果是第一次比较与理论方法的电磁散射理论的圆柱体，即计算模拟Mie散射和麦克斯韦方程组的圆柱SPP的精确解。该模型的有效性被证明为更大的入射角。首次斜入射检查SPP的金属丝，这一尺寸范围的报告。在低入射角下，实验结果与散射理论的数值计算结果吻合较好。
2009-06-09 physics.optics
Active switching in metamaterials using polarization control of light
我们演示了按需控制的局部表面等离子体在超材料的入射光偏振。由s-偏振光选择性激发的非对称模式与亮元素相消干涉，从而允许入射光以相当低的损耗传播，对应于原子系统中的电磁感应透明（EIT）。相反，由p-偏振光激发的对称模直接与入射光耦合，这类似于EIT的关闭。非对称和对称等离子体激元模式的光偏振相关激发具有等离子体激元杂交的主动切换应用的潜力。
2010-10-11 physics.optics quant-ph
The refraction of surface plasmon polaritons
我们展示了一个复杂的斯涅耳定律可以用来描述折射的表面等离子体激元（SPPs）在两种金属之间的界面，验证其预测与3-D电动力学模拟。折射产生了独特的SPP功能，包括波形和色散关系，取决于入射波和相关材料的不均匀性。这些特征使得可以产生远离界面传播的SPP，其中显著的限制垂直于传播方向。我们还表明，它是可能的编码到折射SPP的入射材料的光学特性。金属-金属SPP折射的这些结果为基于等离子体的器件的设计提供了新的途径。
2013-12-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Perfect coupling of light to surface plasmons by coherent absorption
我们从理论上表明，相干光可以完全吸收在一个二维或三维的金属纳米结构匹配的频率和场模式的入射波的局部表面等离子体共振。这可以被视为与纳米等离子体激元腔的临界耦合，或者作为时间反转激光器的概念到spaser的扩展。通过与纳米物体的阻抗匹配，光散射被完全抑制，入射波的能量被完全转移到表面等离子体振荡和倏逝电磁场。光与纳米结构的完美耦合在纳米探测、无背景光谱学和环境变化的超灵敏检测方面具有潜在的应用。
2011-10-22 physics.optics
Helical dichroism for hybridized quadrupole plasmon modes in twisted nanorods
本文揭示尺寸小于波长的扭曲纳米棒二聚体通过四极等离激元杂化产生显著手性二色性，且该效应源于轨道角动量而非自旋角动量。
2025-08-07 physics.optics
The Prevailing Role of Hotspots in Plasmon-Enhanced Sum-Frequency Generation Spectroscopy
通过调节可见光入射波长，系统研究了金纳米粒子表面非线性振动和频光谱的等离子体激元放大。十二硫醇涂层的金纳米粒子化学沉积在硅上的SFG光谱记录为20个可见波长。从实验测量中提取的硫醇甲基伸展的振动强度随着SFG过程的可见颜色而变化，并通过耦合到等离子体显示放大。由于增强是最大的橙红色区域，而不是在绿色中，从表面等离子体共振的偶极模型的预期，它主要是由于在粒子多聚体中创建的热点，尽管它们的表面密度低。
2019-11-01 physics.optics
Structural Coloration of Transmission Light through Self-Aligned and Complementary Plasmonic Nanostructures
自然表面的结构着色通常源于反射颜色的变化，这取决于观察或照明角度。最近，纳米等离子体结构的结构着色由于高紧凑性、鲁棒稳定性和高颜色可调谐性以及对入射角的高灵敏度而吸引了大量关注。在这里，我们报告的互补等离子体结构（CPS）的透射结构着色裁剪一个单一的光谱峰取决于光的入射角。CPS具有自对准银纳米孔和纳米盘阵列，由氢倍半硅氧烷的介电纳米柱阵列支撑。与等离子体纳米孔和纳米盘阵列的常规杂化纳米结构不同，CPS的纳米盘通过利用纳米盘的消光峰有效地衰减纳米孔的不期望的光谱峰，用作光谱抑制器。结果表明，当入射角从0°变化到30°时，单个透射光谱峰从736 nm红移到843 nm。这种独特的配置为可调谐滤波器提供了一个新的方向，可用于紧凑的多光谱或高光谱成像应用。
2018-01-23 physics.app-ph physics.optics
Exciting surface plasmons with transformation media
本文提出了一种利用变换光学设计的平面压缩平板激发非图案化金属表面等离子体激元的方法。该板改变入射光的色散关系，使倏逝波耦合到传播的表面等离子体。与棱镜耦合器不同，所提出的器件不会在其输入界面处引入反射。此外，其紧凑的几何形状适合于集成。一个可行的介质实现耦合器的建议。最后，我们表明，该设备的角响应可以通过使用非均匀的压缩因子工程。作为一个例子，我们设计了一个耦合器的半功率角带宽比传统的介质耦合器高2.5倍。
2014-10-22 physics.optics
Propagation and excitation properties of nonlinear surface plasmon polaritons in a rectangular barrier
提出了一种研究三能级$Λ$型电磁感应透明（EIT）系统中非线性表面等离子体激元（SPP）非线性传输特性的方案.基于多尺度方法，导出了描述SPP非线性传输的非线性薛定谔方程，并利用非共振Stark场作为影响非线性SPP传输的矩形势垒.对于单次非线性表面等离子体入射情况，通过调节势垒的高度和半宽，可以实现非线性表面等离子体的透射、捕获和反射。在两个非线性SPP对称入射的情况下，我们发现在矩形势垒中可以激发出横向模的周期性强度分布，并研究了这种激发模在势垒中的传播特性与非线性、势垒半宽和初始非线性SPP相位差的关系。此外，基于上述结果，我们设计了一种非线性SPP光开关。所得结果不仅为研究非线性表面等离子体与外电势的相互作用提供了理论基础，而且在微纳尺度光信息领域具有广阔的应用前景。
2022-01-29 physics.optics
TM-polarized Surface Plasmon Polaritons in Nonlinear Multi-layer Graphene-Based Waveguides: An Analytical Study
本文分析研究了含有石墨烯片的非线性多层结构中的TM偏振表面等离子体激元（SPP）。在一般结构中，每个石墨烯片被夹在两种不同的非线性磁性材料之间。为了显示所提出的一般波导的丰富性，引入了两种新型的非线性结构，并将其作为一般结构的特例进行了研究。它将被证明，这些结构的传播特性可以通过改变石墨烯的化学势和入射模式功率进行调谐。对于第二种结构，在40 THz的频率下获得了有效折射率的大值，即对于0.2 ev的化学势和3的入射功率为240。分析结果证实了非线性磁性材料与石墨烯片的集成可以控制和增强场在非线性层中的传播特性和自聚焦。这种集成为设计人员提供了更多的自由度，可以提出新的THz组件，如THz区域的激光器和开关。
2021-01-07 physics.optics
Efficient coupling of light to graphene plasmons by compressing surface polaritons with tapered bulk materials
石墨烯等离子体激元有望在纳米光子学和光电学方面得到令人兴奋的应用。然而，由于它们的波长极短，光子与石墨烯等离子体的有效耦合-对于未来设备的开发至关重要-可能具有挑战性。在这里，我们提出并数值演示了红外光子和石墨烯等离子体激元之间的耦合，通过压缩极性和杂质半导体材料的锥形块体板上的表面极化激元。表面声子极化激元（在SiC中）和表面等离子体极化激元（在n-GaAs中）沿着锥形板的传播将极化激元波长从几微米压缩到约200 nm，这与石墨烯等离子体的波长完美匹配。所提出的耦合装置允许将入射光子能量转化为石墨烯等离子体的25%，因此，可以成为通往石墨烯等离子体电路的有效途径。
2018-05-09 physics.optics
Travelling Surface Plasmons with Interference Envelope and A Vision for Time Crystals
薄膜厚度和衬底折射率对覆盖层表面模式的影响是一个重要的研究步骤，可以帮助澄清围绕其传播机制的一些误解。穿透薄金属膜的单个亚波长狭缝是能够在由入射场激发时在其周围表面上发射表面等离子体激元的最简单的纳米结构之一。在这里，衬底和膜厚度对表面波的影响进行了研究。当膜的厚度与其趋肤深度相当时，来自基板的SPP波穿透膜并从覆盖层出现，产生两个SPP波的叠加，这导致具有明确定义的轨迹的拍频干涉包络，该轨迹是基板/覆盖层的驱动频率和介电常数的函数。当膜厚度减小到SPP的穿透深度时，来自光学致密的电介质/金属界面的表面波将占主导地位，导致在膜内以光学频率传播的体积等离子体激元。周期性体电荷密度与膜上的入射场的干涉产生在空间和时间上具有周期性的电荷束。
2019-07-06 physics.optics
Comparison of near-field light intensities: plasmon nanofocusing vs localized plasmon resonance
本研究通过耦合电磁与热计算的自洽数值模拟，比较了金纳米棒局域等离子体共振与金圆锥体等离子体纳米聚焦的近场光强，发现后者光强约为前者1.5倍，为近场光学应用提供基础。
2025-03-23 physics.optics
Surface plasmon assisted magnetic anomalies on room temperature gold films in high-intensity laser fields
补充我们的STM和电子发射研究调查，在强激光场中的电子配对中得出结论[1]，进行了进一步的飞行时间电子发射研究，改变入射光的偏振角，激发表面等离子体振荡。已经发现，归因于电子配对的电子谱的那些部分在已经发现配对效应的80 GW/cm 2附近与在该区域之外（例如120 GW/cm 2）具有显著不同的角度依赖性。这些结果已被解释为外观的理想或部分理想的抗磁性，一方面，作为异常的磁光效应（旋转）的另一方面，在同一激光强度区域中的配对效应已被发现。
2015-06-01 physics.optics
Controlling plasmonic orbital angular momentum by combining geometric and dynamic phases
通过合理设计超颖表面，对表面等离子激元（SPP）的可调谐轨道角动量（OAM）进行了理论研究。通过控制纳米孔阵列的取向角和空间位置，表面波的场分布可以被设计为包含自旋相关和独立的OAM分量。对几何相位和光程差引起的相位（动态相位）的同时控制为操纵SPP的OAM提供了额外的自由度。我们发现，任意的OAM数的组合可以实现由不同的圆偏振入射光激发的SPP。这一结果为表面等离子体的OAM提供了有力的控制，在光俘获、成像、通信和量子信息处理等方面具有潜在的应用前景。
2016-11-20 physics.optics
Surface plasmon resonance of two segmented Au Cu nanowires in polycarbonate template
采用电沉积方法，从两种溶液中在聚碳酸酯径迹（PCT）蚀刻膜的孔内生长了两段金铜纳米线。PCT模板中两段Au Cu纳米线的光吸收光谱表明，当入射角θ = 65 °时，在900nm处出现表面等离子体激元峰，而当入射角θ = 0时，光谱中没有峰。
2013-04-09 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Active tuning of plasmon damping via light induced magnetism
等离子体纳米结构的圆偏振光激发导致其电子的相干循环运动，这反过来又引起强的光诱导磁化-一种被称为逆法拉第效应（IFE）的现象。在这项研究中，我们报告如何IFE也显着降低等离子体阻尼。通过将入射到非手性等离子体纳米结构上的光偏振态从线性调制到圆形，我们观察到在10^9 W/m^2连续波（CW）光激发下，反射率可逆增加了78%，同时光场浓度增加了35.7%。在存在外部施加的磁场（0.2 T）的情况下，还监测了等离子体激元阻尼降低的这些特征。结合的相互作用允许估计光致磁化，其对应于圆极化CW激发（10^9 W/m^2）期间约1.3 T的有效磁场。我们合理化的洛伦兹力作用于循环电子轨迹的等离子体激元阻尼观察到的减少。我们的研究结果概述了主动调制金属中的固有损耗的策略，从而通过编码在入射光的偏振态中的光磁效应来调制光模质量和场集中。
2022-01-19 physics.app-ph physics.optics
Photocurrent Enhancement of Graphene Photodetectors by Photon Tunneling of Light into Surface Plasmons
我们证明了通过相邻电介质的光子隧穿激发的表面等离子体共振增强了石墨烯光电探测器检测到的光电流。该装置是通过将石墨烯片覆盖在沉积在玻璃上的金膜中的蚀刻间隙上来创建的。检测到的光电流进行比较，为五个不同的激发波长，从nm到nm。与s-偏振光（没有表面等离子体激元共振）相比，用入射p-偏振光（共振表面等离子体激元激发的情况）激发的光电流被显著放大。我们观察到，光电流是更大的较短的波长（s和p-偏振），由于增加光热电流产生更高的阻尼在较短的波长激发的表面等离子体激元。光激发的石墨烯光电探测器的位置相关拉曼光谱分析表明金属边缘附近存在载流子。此外，我们表明，光电流的极性开关的间隙作为入射光穿过间隙移动的斑点。基于石墨烯的光电探测器提供了一种简单的架构，其可以在电介质波导上制造以利用用于检测的倏逝场的等离子体光电流增强。这些器件的应用包括光电检测、光学传感和直接等离子体检测。
2016-10-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Directional excitation of graphene surface plasmons
我们提出了一种方案，通过将石墨烯片放置在磁光衬底上，将光定向耦合到石墨烯等离子体激元中。当平行于表面施加磁场时，石墨烯等离子体激元色散关系在向前和向后方向上变得不对称。可以通过将光栅应用于衬底来实现具有垂直入射照明的石墨烯等离子体的单向激发。方向性可以通过电门控石墨烯或通过改变磁偏置来主动控制。该方案可能在基于石墨烯的光电子学和传感中具有应用。
2014-11-08 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tunable plasmon-enhanced birefringence in ribbon array of anisotropic 2D materials
本文研究了二维各向异性材料在带状阵列结构中的远场散射特性。我们的研究揭示了等离子体增强的线性双折射在这些超颖表面，线偏振入射光可以被散射成其正交偏振或被转换成圆偏振光。我们发现通过调节工作频率或材料的各向异性，散射光的振幅和相位都有很宽的调制，并建立模型来解释观察到的散射行为。
2017-01-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Sensitive singular-phase optical detection without phase measurements with Tamm plasmons
光与材料界面的光谱定制相互作用在传感，光电探测和光能转换方面提供了许多令人兴奋的应用。特别是，在选定的频率伴随着反射信号中的急剧相位变化的光反射率的完全抑制形成了超灵敏的单相位光学检测方案，如布鲁斯特和表面等离子体干涉测量的发展的基础。然而，平面界面上的布鲁斯特效应和表面等离子体介导的吸收都限于入射光的一个偏振和倾斜激发角，并且可能具有由材料介电指数和等离子体频率决定的有限带宽。为了减轻这些限制，我们设计了窄带超吸收器等离子体材料嵌入到介电光子纳米结构与拓扑保护的界面Tamm等离子体状态。这些结构具有平面几何形状，并且不需要纳米图案化来实现入射光在宽范围的入射角（包括法向入射）中的两种偏振的完美吸收。它们的吸收线通过介电光子纳米结构的光子带结构的工程设计在非常宽的光谱范围内是可调谐的，以实现跨与等离子体吸收体的界面的几何相位的反转。我们概述了通过共轭阻抗匹配在具有耗散损耗的Tamm结构中实现理想吸收率的设计策略。我们通过建模进一步展示了如何设计这些结构以支持尖锐的非对称振幅共振，这可用于提高仅振幅检测方案中光学传感器的灵敏度，该方案不需要使用庞大且昂贵的椭圆偏振测量设备。
2018-05-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Analysis of surface plasmon excitation at terahertz frequencies with highly-doped graphene sheets via attenuated total reflection
数值研究了掺杂石墨烯片在太赫兹频率下的表面等离子体激元激发。为了减轻高度受限的等离子体激元模式与入射辐射之间的动量失配，提出了通过高掺杂水平或使用少层石墨烯来增加石墨烯的表面电导率。对于目前可实现的掺杂水平，我们的分析表明，单层石墨烯上的表面等离子体可以用高折射率耦合棱镜在高达约10 THz（~ 41.3 meV）的工作频率下激发，并且更高的频率/能量对于少层石墨烯是可能的。这些高度受限的表面模式是有前途的传感和波导应用在太赫兹制度。
2013-03-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
