Transverse Anderson localization of surface plasmon polaritons
研究了在倏逝耦合介质加载表面等离子体激元波导阵列中，无序对表面等离子体激元传播的影响。对角无序通过随机改变波导的高度来实现。泄漏辐射显微镜记录的波导阵列中的表面等离子体激元强度分布的实空间以及傅立叶空间图像。利用这些技术，我们实验证明了随着无序度的增加，表面等离子体激元的横向局域化。
2017-01-31 physics.optics
Exciton-Plasmon Coupling Effects on the Nonlinear Optical Susceptibility of Hybrid Quantum Dot-Metallic Nanoparticle System
从理论上研究了在强控制场和弱探测场作用下，激子-等离子体激元耦合对金属纳米颗粒和半导体量子点相干耦合混合系统三阶光学非线性的影响.
2013-07-22 physics.optics
Coupling of optical far-fields into aperture-less plasmonic nanofibre tips
本文报道了表面等离子体激元的激发金涂层纳米纤维尖端的侧面照明与激光束和耦合的表面等离子体激元的光纤。测量结果表明耦合效率对入射角有很强的依赖性，最大耦合效率约为百分之几。此外，光纤针尖被用作扫描探针装置，用于测量聚焦激光束的束腰。这项工作的动机是在冷原子的量子光学实验中使用这种等离子体纳米纤维尖端。
2013-08-07 physics.optics
Photo-generated THz antennas: All-optical control of plasmonic materials
导体结构中的局域表面等离子体激元可以增强局部电磁场，提高消光效率。谐振导电结构通常被制造成具有确定其等离子体响应的固定几何形状。在这里，我们通过展示平面半导体层上的等离子体材料（太赫兹等离子体天线）的光生成，通过空间光调制器的结构化光学照明来挑战这种传统方法。自由载流子仅在选定区域上被光激发，这使得能够通过简单地改变照射图案来在相同样品上限定不同的等离子体天线，因此不需要物理地构造样品。这些结果为等离子体表面上共振的全光学空间和时间控制以及THz消光和局部场增强的伴随控制开辟了广泛的可能性。
2013-09-27 physics.optics
On the use of the Fourier modal method for calculation of localized eigenmodes of integrated optical resonators
提出了一种推广的傅里叶模态法，用于计算集成光学谐振腔的局域本征模。该方法是基于构造结构的散射矩阵的解析延拓和计算其极点。该方法可以计算出局域模的复频率和相应的场分布。我们用所提出的方法计算了金属表面矩形介质块的本征模。我们表明，这些模式的激发表面等离子体激元（SPP）的结果在SPP透射谱的共振功能。该方法可用于集成光学器件和等离子体光学器件的设计和研究。
2017-11-03 physics.optics
Transformation Optics for Plasmonics
提出了一种控制金属表面等离子体激元流动的新方法。它是基于应用变换光学的概念来设计放置在金属表面顶部的电介质的光学参数。我们描述了一般的方法，用于表面等离子体激元的转换光学器件的设计和分析，为证明的原则的目的，三个具有代表性的例子具有不同的功能：一个光束移位器，一个圆柱形的斗篷和一个接地平面斗篷。
2010-06-24 physics.optics
How to erase surface plasmon fringes
报道了一种基于泄漏辐射分析的双表面等离子体激元显微镜的实现。该显微镜既可以在直接空间中成像SPP传播，也可以在傅立叶空间中成像SPP传播。这种特殊性又允许对LR图像进行操纵，以便清楚地分离靠近光学纳米元件存在的不同干扰SPP贡献。
2010-02-03 physics.optics
Optical control of azo-polymer film loaded surface plasmon- polariton wave
提出并实现了一种利用532 nm激光对偶氮聚合物负载表面等离子体激元波进行主动控制的方法。理论分析与实验结果一致，验证了该方法的有效性。旋光控制法具有样品制备简单、空间分辨率高、能选择性控制表面等离子体波的优点。这种光控制的表面等离子体激元波方法在集成等离子体学中具有潜在的应用价值。
2009-05-11 physics.optics
Optical chirality without optical activity: How surface plasmons give a twist to light
光与左手和右手三维手性物体（如螺旋）的相互作用不同，这导致了被称为旋光性的现象。在这里，通过应用偏振断层扫描，我们实验表明，第一次在可见光域中，手性具有不同的光学表现为扭曲的平面纳米结构金属物体作为孤立的手性元对象。我们的分析演示了如何表面等离子体，这是有损耗的二维电磁波传播的结构顶部，可以离域光的信息，在刚刚精确的方式引起这种微妙的效果。
2010-02-03 physics.optics
Refraction enhancement in plasmonics by the coherent control of plasmon resonances
在没有增益材料的介质中，由平面偏振光场探测的等离子体纳米天线可以显示零吸收甚至放大，同时表现出最大的极化率。这是通过耦合到一个特别设计的超分子中的相邻纳米天线而发生的，该超分子由具有相移的正交光场泵浦。所介绍的方案是量子光学中已知的折射率（EIR）增强效应的经典对应物。与电磁感应透明（EIT）相反，其中介质在零磁化率和最小吸收点处呈现高色散，在EIR中，系统在零吸收或负吸收点处表现出大磁化率和低色散。EIR的等离子体类似物允许对等离子体纳米天线的极化率和吸收进行相干控制，为等离子体纳米结构的传输、衍射和偏振转换特性以及超表面上的表面等离子体极化激元的传播特性的全光切换和相干控制提供了一种新的方法。它还可能为零折射率到高折射率等离子体超材料中光波的无损或放大传播开辟道路
2019-04-01 physics.optics
Electro-optic modulation in a sub-wavelength gap-plasmon guide
我们展示了由电光聚合物与金属涂层形成的亚波长间隙等离子体激元波导（GPW）中的有效电光调制。在衰减全反射和端射结构中研究了所提出的器件。在处理端射构型时，我们使用了从微米尺寸的引导件到GPW的锥形。所示的结构表现出大的相位积累在短距离内，所施加的调制电压可控。
2010-03-02 physics.optics
The marriage of plasmonics, magnetism, acoustics and ultrafast optics
表面等离子体激元（SPP或SP）是沿金属/电介质界面传播的电磁波，存在于很宽的频率范围内。它们已经变得流行，因为它们的亚波长限制和执行超灵敏光学测量的可能性。在纳米纤维技术和超快激光技术的巨大进步的推动下，SP纳米光学的应用超出了纳米等离子体的边界。在这里，我们回顾如何使用新的混合多层结构结合不同的功能，允许开发有源等离子体器件和新的计量。磁等离激元，声等离激元和使用超短SP脉冲产生高能光电子代表了几个例子，如何结合在各个子领域开发的想法可以用来产生新的知识，提出大量令人兴奋的应用在纳米光子学。
2012-07-11 physics.optics
Transverse Chiral Optical Forces by Chiral Surface Plasmon Polaritons
近年来，倏逝波的横自旋角动量和贝林凡特自旋动量的新概念引起了人们的广泛关注。在这里，我们研究这些新的物理性质的电磁场的局部激发表面等离子体激元的上下文中。我们证明，无论是解析和数值计算，局部激发的表面等离子体激元具有横向自旋角动量和贝林凡特动量丰富和非平凡的特点。我们还表明，局部激发的表面等离子体激元的横向自旋角动量导致出现的横向手征力在相反的方向不同的手征对象。这种横向力的大小与光学梯度力和散射力相当。这一发现为实现手性生物分子的光学分离奠定了基础。
2015-10-26 physics.optics
Geometrically induced modification of surface plasmons in the optical and telecom regimes
我们表明，引入一个亚波长的周期性调制到金属结构强烈修改系统支持的表面等离子体模式的引导特性。此外，它也显示了如何一种新的类型的紧密限制的表面等离子体激元模式可以创建的周期性的铣削成金属脊放置在金属表面的顶部。
2010-02-17 physics.optics
The Roles of Substrate vs Nonlocal Optical Nonlinearities in the Excitation of Surface Plasmons in Graphene
最近已经证明，差频混合（DFM）可以在石墨烯中产生表面等离子体激元[1]。在这里，我们提出了详细的计算比较的贡献，这种效果从基板和石墨烯的非线性。我们的计算表明，基板（石英）的非线性引起的表面等离子体激元强度是约十二个数量级小于所产生的固有的石墨烯响应。考虑到石墨烯的中心对称结构，这种令人惊讶的有效本征过程几乎完全是由于石墨烯的二阶光学非线性的非局部贡献而产生的。
2016-05-05 physics.optics
Digital electric field induced switching of plasmonic nanorods using an electro-optic fluid fiber
我们证明了数字电场诱导的等离子体纳米棒之间的1和0正交对齐状态使用电光流体光纤组件的切换。我们表明，通过数字切换的纳米棒，热旋转扩散的纳米棒可以规避，展示了一种方法来实现亚微秒的切换时间。我们还表明，从一个初始的未对准的状态，纳米棒可以在110纳秒内对准到所施加的电场方向。集成到全光纤光学部件中的等离子体纳米棒的高速数字切换可以为遥感和信号应用提供新的机会。
2018-02-01 physics.optics
Hybridization of Singular Plasmons via Transformation Optics
金属纳米结构的表面等离子体共振为在纳米尺度上引导和操纵光提供了很好的机会。在新型等离子体激元器件的设计中，一个中心主题是澄清共振光谱和纳米结构的几何形状之间的复杂关系。尽管有许多进步，但当所需的频谱高度复杂时，设计变得相当具有挑战性。在这里，我们开发了一个新的理论模型，相互作用的纳米粒子的表面等离子体，以减少设计过程的复杂性显着。我们的模型是通过结合等离子体杂化理论与变换光学，这产生了一个有效的方式，同时控制全局和局部特征的共振光谱。作为一个应用，我们提出了一个设计的超颖表面，其吸收光谱可以控制在一个大类的复杂模式，通过只有几个几何参数，在一个直观的方式。我们的方法提供了有效的等离子体超材料的设计与按需功能的基本工具。
2019-06-06 physics.optics
Magnetoplasmonics in nanocavities: Dark plasmons enhance magneto-optics beyond the intrinsic limit of magnetoplasmonic nanoantennas
增强磁光效应对于基于光的非互易传播的关键光子器件的尺寸减小以及实现有源纳米光子学至关重要。我们公开了一种迄今为止尚未探索的方法，利用暗等离子体产生前所未有的磁光活动放大。我们设计并制作了支持多极暗模的非同心磁等离子体圆盘/等离子体环谐振腔纳米腔。该设计的破缺几何对称性使得能够与自由空间光耦合，并且使环形纳米谐振器的暗模式与磁等离子体盘的偶极局部等离子体共振杂交。这种杂交产生多极共振，其相对于通过裸磁等离子体纳米天线中的局部等离子体可实现的最大增强将纳米腔的磁光响应放大约1个数量级。这种大的放大是由于纳米腔的独特的和增强的电动力学响应，产生由低辐射多极共振驱动的强烈的磁激活辐射磁光偶极子。所提出的概念是通用的，因此，我们的研究结果开辟了一条新的道路，可以振兴磁等离子体的研究和应用，主动纳米光子学和平面光学。
2019-03-20 physics.optics
Efficient coupling between slanted bound states in the continuum cavity and plasmonic nanoantennas induced local field enhancement
在过去的几年里，光学纳米天线由于其能够有效地限制，局部共振，并显着增强电磁场在亚波长尺度上的能力，不断吸引人们的兴趣。然而，这种强限制可以通过在连续腔中使用光学纳米天线和倾斜束缚态的适当组合来进一步增强。在这里，我们建议协同桥梁的等离子体纳米天线和高光学质量因子腔，以数字演示三个数量级的局部强度增强。该混合系统为光学传感、光阱、非线性光学、量子光学等需要高度受限领域的应用开辟了新的途径。
2020-10-27 physics.optics
Surface-plasmon-polariton-driven narrow linewidth magneto-optics in Ni nanodisk arrays
磁等离子体利用光和磁性物质之间的相互作用，在纳米级的光操纵和共振磁光学。该领域的最大挑战之一是克服磁性金属中的光学损耗。在这里，我们利用表面等离子体激元（SPPs）在SiO2/Au双层的界面处激发，诱导强磁光响应的周期性阵列的Ni纳米盘。使用由Au纳米盘制成的参考系，我们表明Ni中的光损耗几乎不加宽SPP驱动的磁光信号的线宽。因为Ni纳米盘中的自由电子被驱动成远离其等离子体共振的受迫振荡，所以实现了损耗减轻。通过改变SiO2层的厚度和晶格常数的Ni纳米盘阵列，我们展示了剪裁的强烈的磁光克尔效应的光谱线宽下降到~25 nm。我们的研究结果提供了重要的提示，如何规避损失和增强磁光信号通过设计的非共振磁等离子体激元驱动机制。
2019-09-16 physics.optics
Fourier Plane Tomographic Spectroscopy Reveals Orientation-Dependent Multipolar Plasmon Modes in Micrometer-Scale Janus Particles
本文提出傅里叶平面断层光谱技术，对微米尺度Janus粒子进行四维散射表征，结合有限元模拟揭示其依赖金属帽取向的多极等离激元模式及光谱演化规律，为设计取向响应纳米天线和活性胶体系统提供新工具。
2025-07-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic Nanoslit Array Enhanced Metal-Semiconductor-Metal Optical Detectors
集成在锗金属-半导体-金属光电探测器上的金属纳米缝阵列在通信C波段对横磁极化的吸收增强了许多倍。这种高增强归因于金属-半导体界面处的表面等离子体激元模式的共振干涉。早先报道了水平表面等离子体激元模式抑制光电探测器性能。然而，我们通过计算表明，尽管减少了远场的透射光，但水平模式仍提高了表面器件的效率。
2014-06-13 physics.optics
Coherent magnetic plasmon modes in a contacting gold nano-sphere chain on a gold Slab
提出并研究了一种耦合磁谐振波导，它由金纳米球链和金片构成。在这种一维纳米结构中可以激发出宽带相干磁等离子体激元模式。利用拉格朗日方法和傅里叶变换方法，研究了磁等离子体模的波矢和群速度的色散特性。该系统可获得较小的群速度，可用作亚波长慢波波导。
2011-12-08 physics.optics
Spatio-temporal second-order quantum correlations of surface plasmon polaritons
我们提出了一个实验方法来观察的时空二阶量子相干性的表面等离子体激元发射的氮空位色心附着在一个光学尖的顶点。该方法依赖于泄漏辐射显微镜在傅立叶空间，我们用这种方法来测试表面等离子体激元的波粒二象性。
2016-11-30 physics.optics quant-ph
All-optical magnetization switching by two-frequency pulses using the plasmon-induced inverse Faraday effect in a magneto-plasmonic structure
在这封信中，我们研究了产生准静态磁场的等离子体激元诱导的逆法拉第效应，并提出了一种磁光波导结构，实现磁化开关在亚ps的时间在纳米限制的磁光结构。特别是，我们表明，在磁光介质腔侧耦合到金属-绝缘体-金属（MIM）波导中产生的准静态场的方向敏感地依赖于表面等离子体激元极化（SPP）的波长。这一现象可能为利用双频脉冲实现纳米受限全光磁化开关开辟一种新的节能超快方法。
2018-07-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Thousand-fold Increase in Plasmonic Light Emission via Combined Electronic and Optical Excitations
等离子体纳米结构中的表面等离子体增强过程和热载流子动力学对于揭示纳米尺度下的光-物质相互作用具有重要意义。使用等离子体隧道结作为支持电激发和光激发的局部表面等离子体的平台，我们报告了一个更大的（超过1000倍）的等离子体光发射在上转换的光子能量组合的电光激发下，分别与电或光激发。与所观察到的光谱的形式兼容的两种机制是等离子体激元诱导的热载流子和电子反斯托克斯拉曼散射的相互作用。我们的测量结果是在良好的协议与理论模型相结合的电光产生的热载流子通过非辐射等离子体激元激发和热载流子弛豫。我们还讨论了区分热载流子发射和反斯托克斯电子拉曼过程的相对贡献的挑战。在等离子体激元系统中观察到的阈值以上发射的这种增加可能在芯片上纳米光子切换和热载流子切换中开辟途径。
2021-06-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface Plasmon Polariton Assisted Optical Switching in Noble Metal Nanoparticle Systems: A Sub-Band Gap Approach
在一本建议的书章节中，在子带隙形式主义中讨论了贵金属纳米颗粒系统中的表面等离子体激元辅助光开关。
2015-04-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Universal Quasi-Static Limit for Plasmon-Enhanced Optical Chirality
我们讨论了增强均匀分布在纳米结构周围的分子的手性响应的可能性，维持本地化的等离子体共振。我们证明了任何等离子体纳米结构在近场的平均光学手征不能显着高于平面波。这一结论源于纳米粒子增强电磁场的准静态性质，以及在光频下物质的磁响应比电响应弱得多的事实。
2014-12-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Revisiting longitudinal optical modes in materials with plasmon and plasmon-like absorptions -- SrTiO$_3$ and $β$-Ga$_2$O$_3$
我们研究了具有等离子体激元或类等离子体激元声子模式和附加声子模式的化合物中的纵向光学（LO）模式阶。当等离子体激元或类等离子体激元模式的振子强度逐渐增加时，发生模式的重新排序。由于在具有正交或更高对称性的晶体中，LO模式不可能穿过横向光学（TO）模式的位置，因此这种重新排序通过模式杂交发生。在这种模式杂交过程中，等离子体激元或类等离子体激元LO模式逐渐变成最初的较高位置的LO模式，而后者变形为前者。结果，形成内（LO-TO）和外（TO-LO）模式对。该过程继续，直到LO振荡器强度如此之高，使得所有其他声子被反转并且在等离子体激元或类等离子体激元模式的外部TO-LO模式对内形成LO-TO对。这些见解可以很容易地转移到其他半导体或许多模式材料与reststrahlen带，并允许简单的模式分配。这些模式分配将有助于理解这些材料的结构层的表面模式的性质，用于基于表面等离子体激元和表面声子极化激元的超材料的应用。
2020-01-29 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Planar Fourier Optics for Slab Waveguides, Surface Plasmon Polaritons and 2D Materials
本文严格推导了2D平面环境下的衍射公式，给出了Rayleigh-Sommerfeld衍射公式等效形式与Fresnel近似，为平板波导、表面等离极化激元及2D材料等领域的2D衍射问题提供了分析工具。
2023-03-16 math-ph math.MP physics.optics
Plasmonic crystals for ultrafast nanophotonics: Optical switching of surface plasmon polaritons
我们证明，表面等离子体激元的色散在周期性穿孔的金膜可以有效地操纵飞秒激光脉冲的波长远离本征共振的金。使用时间和频率分辨的泵浦探测技术，我们观察到移动的等离子体极化激元共振的响应时间从200到800 fs取决于探测光子的能量，通过它，我们获得了全面的洞察电子动力学在金。我们发现，在0.5 mJ/cm ^2的中等泵浦能量密度下，光学光谱中的伍德异常在差分透射和反射中提供了显著的共振，其幅度高达3%。
2011-12-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
All-Optical Generation of Surface Plasmons in Graphene
在这里，我们提出了一个全光等离子体激元耦合方案，利用石墨烯的固有非线性光学响应。我们展示了自由空间，可见光脉冲耦合到平面，未图案化的石墨烯片的表面等离子体激元，通过使用非线性波混合，以匹配波矢量和能量的表面波。通过仔细控制的相位匹配条件，我们表明，可以激发表面等离子体与一个定义的波矢量和方向在一个大的频率范围内，在我们的实验接近$10^{-5}$的估计光子效率。
2015-07-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical study of lithographically defined, subwavelength plasmonic wires and their coupling to embedded quantum emitters
我们提出了一个光学调查的表面等离子体激元传播沿纳米金线，光刻限定在GaAs衬底上。一个两轴共聚焦显微镜被用来执行空间和偏振分辨测量，以确认引导表面等离子体激元的长度范围从$5-20 μm$沿纳米线的横向尺寸只有$\approx 100 nm$。有限差分时域模拟用于证实我们的实验观察，并强调潜在的近端量子点发射器耦合到传播等离子体激元模式在这样的极端亚波长设备。我们的研究结果是基于半导体的集成等离子体和有源量子等离子体纳米系统，合并量子发射器与纳米等离子体元件的发展具有很强的相关性。
2014-01-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface Plasmon mediated near-field imaging and optical addressing in nanoscience
本文综述了等离子体激元学的最新进展。我们的研究重点是利用光学近场显微镜观察和激发表面等离子体激元。我们特别讨论了最近的应用光子扫描隧道显微镜（PSTM）的成像SPP在金属和介质波导中传播。我们展示了如何近场扫描光学显微镜（NSOM）可用于光学和主动地远程处理纳米物体，如量子点。此外，我们比较与近场显微镜获得的结果与其他光学远场分析方法，如泄漏辐射显微镜（LRM）。
2007-11-16 cond-mat.other physics.optics
Indium Antimonide, constraints on practicality as a magneto-optical platform for topological surface plasmon polaritons
磁场偏置的锑化铟（InSb）是最广泛讨论的支持非互易表面等离子体激元（SPPs）的材料之一，最近已被证明是拓扑的。在这项工作中，我们提供了一个关键的评估锑化铟作为磁光SPP平台，并表明，它只在一组狭窄的条件下是可行的。
2020-11-12 physics.app-ph physics.optics
Plasmon-polariton from a helical state in Dirac magnet
与拓扑保护的一维螺旋态相互作用的光场被示出为支持一维等离子体激元极化激元，其特征在于由非线性色散。在二维狄拉克磁体中，这些电光激发被限制在畴壁中，因此，提供了通过改变磁畴配置来操纵量子光学状态的可能性。导出了这种拓扑等离子体激元-极化激元的精确谱方程。
2019-05-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum plasmonics: second-order coherence of surface plasmons launched by quantum emitters into a metallic film
我们解决的问题，单表面等离子体激元的量子光源发射到扩展的金膜的二阶相干性。量子光源由扫描荧光纳米金刚石制成，拥有五个氮空位（NV）色心。通过使用一个专门设计的显微镜，结合近场光学与远场泄漏辐射显微镜在傅立叶空间和适应的空间滤波，我们发现，光的初始源的量子统计被保存后转换为表面等离子体激元和传播沿多晶金膜。
2012-06-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical scattering resonances of single plasmonic nanoantennas
我们使用共焦散射光谱研究了单个二聚体纳米天线的远场光学共振。具有不同的臂长和粒子间间隙大小的单天线阵列上的实验表明，由于几何共振和等离子体激元杂交的组合，等离子体激元模式的大的光谱位移。所有的共振大大拓宽相比，那些小纳米棒在准静态限制，我们归因于一个大大增强的天线模式的辐射阻尼。的散射光谱进行了比较，证明了近场和远场特性的半波天线与严格的模型计算。
2007-06-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Time-Resolved Detection of Photon-Surface-Plasmon Coupling at the Single-Quanta Level
非经典光场与表面等离子体激元的相互作用因其重要的意义和潜在的应用前景而引起了人们的广泛关注。为了更深入地了解光子-表面-等离子体激元耦合的量子性质，相互作用的时间分辨检测是非常宝贵的。在这里，我们展示了时间分辨探测光子表面等离子体激元耦合利用单个和纠缠光子长相干时间激发单光学等离子体激元。利用时间分辨的Cauchy-Schwarz不等式研究了这类系统中单光子和单光学等离子体激元之间的非经典关联。通过对入射单光子波形的控制，实现了具有可编程时间波包的单光子等离子体激元。单光子等离子体激元的时间分辨探测和相干控制为研究和控制纳米尺度的光-物质相互作用提供了新的机会。
2020-09-28 physics.optics quant-ph
Influence of surface roughness on the optical properties of plasmonic nanoparticles
对于等离子体纳米粒子，我们研究了自上而下制造所固有的表面粗糙度对光学性质的影响，并发现它对等离子体峰的位置和宽度的影响令人惊讶地小。我们的实验观察支持基于边界元方法的模拟。使用微扰的方法，适合于金属纳米粒子与适度的表面粗糙度，我们证明，这是因为在运动的缩窄的等离子体平均超过随机的高度波动。因此，在相同纳米颗粒的大阵列中的表面粗糙度，例如在超材料的背景下遇到的，预计不会构成主要的障碍。
2012-09-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Graphene, plasmons and transformation optics
在这里，我们研究了亚波长光栅耦合到石墨烯等离子体通过一个分析模型的基础上的转换光学，不限于非常浅的光栅。我们考虑的光栅，包括在石墨烯片的电荷密度的周期性调制，并通过这种电导率调制形成的光栅连同放置在石墨烯附近的介电光栅。给出了系统支持的等离子体激元的色散关系以及平面波照明下的反射率和透射率的显式表达式。我们讨论了最大化入射辐射和等离子体激元之间的耦合在石墨烯的条件，找到最佳的调制强度的电导率光栅。
2016-02-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Interferometric Measurement of Far Infrared Plasmons via Resonant Homodyne Mixing
我们提出了一种电调谐太赫兹二维等离子体干涉仪与集成的检测元件，下转换太赫兹场的直流信号。集成的检测器利用共振等离子体零差混合机制，该机制测量与用作本地振荡器的激发场同相的等离子体波的分量。研究了具有两个独立调谐路径的等离子体干涉仪。这些设备展示了一种用于开发片上光谱仪的方法，其中电长度的调谐起到类似于宏观傅里叶变换干涉仪中的物理路径长度的作用。
2016-05-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Transformational Plasmon Optics
变换光学为任意操纵光提供了一种新的设计方法，近年来引起了人们的广泛兴趣。虽然变换光学在原理上涵盖了所有长度尺度上的所有形式的电磁现象，但到目前为止，对近场光波（如表面等离子体激元（SPP））的研究要少得多。由于严格的限制和强大的场增强，SPP在亚波长尺度上被广泛用于各种目的。利用变换光学，在这里，我们证明了限制以及传播的SPP可以管理在一个规定的方式通过仔细控制邻近金属的介电材料的属性。由于金属性质完全不变，它为实际实现提供了一种简单的方法。我们表明，我们的方法可以帮助紧密结合SPPs在一个广泛的波长带在不均匀和弯曲的表面，SPPs通常会遭受显着的散射损失。此外，提出了一种等离子体波导弯曲和等离子体Luneburg透镜的实用设计。基于变换光学的前所未有的设计灵活性与表面模式的独特光学性质相结合，有望产生许多迷人的近场光学现象和器件。
2010-03-08 physics.class-ph physics.optics
Surface plasmon enhanced fast electron emission from metallised fibre optic nanotips
光纤纳米尖端的电子发射的物理机制，即隧道效应、多光子和电子发射，要么阻止快速切换，要么需要强激光场。时间分辨电子发射从纳米尺寸的源发现的应用范围从材料表征到量子相干性的基础研究。我们提出了一个纳米尺寸的电子源，能够快速开关（<1 ns），可以驱动低功率飞秒激光器。在低功率激光下，其发光的物理机制是表面等离子体增强的阈上光电发射。观察到一个电子发射峰，并为共振等离子体激发提供支持。电子源是一根金属涂层的光纤，它逐渐变细成纳米大小的尖端。光纤是柔性的，并且背面发光，便于定位。该源的工作原理是每个激光脉冲只有几个nJ，这使得它成为一个多功能的发射器，可以用于纳米测量、多分辨率电子光刻和扫描探针显微镜。关键词：光纤奈米尖端，表面电浆共振，多光子发射，超临界发射
2020-05-05 physics.atom-ph physics.optics
Optical excitation of surface plasmons and terahertz emission from metals
提出了飞秒激光脉冲作用下金属光栅产生太赫兹辐射的微观理论。与以前的模型相比，只考虑金属内部的低频电流，而不考虑电子发射。所提出的模型是基于等离子体增强的热效应，并解释了光到太赫兹转换的谐振特性，给出了充分的估计的完整的信号能量。数值模拟再现了特定的实验特征，如太赫兹响应的延迟特性和当光栅深度太大时的低转换效率。
2019-05-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic Purcell factor and coupling efficiency to surface plasmons. Implications for addressing and controlling optical nanosources
Purcell因子$F_p$是腔量子电动力学（cQED）中的关键量，其量化偶极发射极和腔模式之间的耦合率。它的简单形式$F_p\propto Q/V$揭示了增强和控制光-物质相互作用的可能策略。实际上，由于i）基于cQED的高品质因数$Q$或ii）基于纳米光子学和等离子体激元学的低模态体积$V$，实现了有效的光-物质相互作用。在过去的十年中，已经做了很大的努力，以获得一个等离子体珀塞尔因子，以转置cQED概念的nanocale，在标度律的方法。在这项工作中，我们讨论了离域（SPP）和本地化（LSP）表面等离子体激元的等离子体珀塞尔因子，并简要总结了预期的应用纳米光子学。基于SPP共振形状（洛伦兹或法诺轮廓），我们导出了离域等离子体激元耦合率的封闭表达式。的品质因数因子和模式限制的SPP和LSP进行量化，展示了他们强烈的亚波长行为。
2016-03-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Single-photon nonlinear optics with graphene plasmons
我们表明，它是可能实现显着的非线性光学相互作用在几个光子水平的石墨烯纳米结构。我们的方法利用了与石墨烯等离子体激元的强约束和石墨烯的大的固有非线性相关的电场增强。这样的系统可以为光的量子非线性光学控制提供一个强大的平台。作为一个例子，我们考虑利用这种大的非线性实现单光子开关的集成光学器件。
2014-08-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Ginzburg-Landau equation bound to the metal-dielectric interface and transverse nonlinear optics with amplified plasmon polaritons
利用多尺度渐近方法，我们导出了放大的非线性饱和表面等离子体激元沿金属-电介质界面传播和衍射的复立方Ginzburg-Landau方程。我们的方法的一个重要特点是，它明确占非线性项的边界条件，这是一个正确的描述非线性表面波的关键。利用我们的模型，我们分析了等离子体激元的双折射现象，并讨论了等离子体激元的亮、暗空间局域结构。
2010-04-01 cond-mat.other nlin.PS physics.optics
Fabrication and optical characterization of long-range surface-plasmon-polariton waveguides in the NIR
实验研究了780 nm光波长下，长程表面等离子激元-极化激元在贵金属条形波导中的传输。为了使传播阻尼最小化，光刻结构波导由嵌入电介质聚合物中的薄金条制成。我们的波导几何形状支持对称的基本和反对称的一阶模式。对于基模，我们测量的传播损耗为$(6.12^{+0.66} _{-0.54})$ dB/mm，与使用矢量本征模求解器的数值模拟吻合良好。我们的研究结果是一个很有前途的出发点耦合荧光的个人固态量子发射器集成等离子体波导结构。
2016-07-01 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Generation of Optical Chirality Patterns with Plane Waves, Evanescent Waves and Surface Plasmon Waves
我们系统地研究了在三种情况下，即在自由空间中的平面波，在介质界面上的全反射光的倏逝波和在金属表面上传播的表面等离子体波的两波叠加的光学手征图案的产生。在每种情况下，光学手征图案的一般解析解推导出不同的偏振态和两个波的传播方向。数值模拟验证了解析解的正确性。只要正确选择入射光的偏振态和传播方向，就可以在任何情况下产生具有空间结构的光学手征图案。光学手征增强可以通过自由空间圆偏振光的相长干涉或全反射光的增强倏逝波来获得。表面等离子体波不提供增强的光学手性，除非近场强度增强足够高。结构化的光学手性图案可以在手性分选、手性成像和圆二色性光谱中找到应用。
2019-09-29 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Losses in plasmonics: from mitigating energy dissipation to embracing loss-enabled functionalities
与传统光学不同的是，等离子体激元技术能够实现远超过光的衍射极限的无与伦比的光能集中。然而，这种能量的很大一部分以热量的形式消散。等离子体损耗是开发可与其他成熟技术竞争的等离子体器件和电路的主要障碍。直到最近，他们在很大程度上将等离子体激元的使用限制在一些损失不是关键因素的利基领域，例如表面增强拉曼散射和生物化学传感。在这里，我们讨论了等离子体损失的起源和各种方法，以尽量减少或减轻它们的基础上理解的基本过程的表面等离子体模式的激发和衰减。随着寻找和合成更好的等离子体材料的持续努力，修改通过等离子体纳米结构的光功率流的光学设计可以帮助减少表面等离子体的辐射阻尼和耗散损失。另一种策略依赖于通过将等离子体纳米结构耦合到共振光学元件来开发混合光子-等离子体器件。混合集成不仅有助于减少表面等离子体的耗散损耗和辐射阻尼，而且使纳米器件的被动辐射冷却成为可能。最后，我们回顾了利用欧姆损失来实现新的增强功能的热等离子体的新兴应用。等离子体激元的损耗使能的新应用的最成功的商业化示例是热辅助磁纪录。其他有前途的技术方向包括热发射操纵，癌症治疗，纳米纤维，纳米操纵，等离子体激活的材料光谱学和热催化，以及太阳能水处理。
2018-02-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
