Meso-chiral optical properties of plasmonic nanoparticles: uncovering hidden chirality
King’s College London（伦敦国王学院）
研究揭示了强散射的等离子体纳米颗粒手性可能被常规技术忽略，通过数值和实验验证了meso手性现象，为理解手性在微观与宏观中的联系提供新视角。
2025-09-24 physics.optics
Conductivity-driven chirality in geometrically achiral plasmonic nanostructures and metasurfaces
Linköping University（林雪平大学）；Beijing Normal University（北京师范大学）；Great Bay University（大湾区大学）
本文提出通过旋转导电张量使几何非手性纳米结构产生可调光学手性，并实验验证了可逆调控，为超表面同时控制手性与波前提供新范式。
2026-10-07 physics.optics
Switching the Optical Chirality in Magneto-plasmonic Metasurfaces Using Applied Magnetic Fields
手性纳米光子器件在手性分子传感、偏振多样性纳米光子学和显示技术等方面具有广阔的应用前景。主动手性纳米光子器件是一种可以通过外界激励来控制光学手性的器件，引起了人们极大的研究兴趣。然而，光学手性的有效调制一直是具有挑战性的。在这里，我们展示了开关的非本征手性施加磁场的磁等离子体超颖表面设备的基础上的磁光氧化物材料，Ce 1 Y2 Fe 5 O 12（Ce：YIG）。由于Ce：YIG具有低的光损耗和强的磁光效应，在掠入射条件下，在波长为950 nm的激光器上施加-0.65° ~+1.9°范围内的磁场，实现了巨大且连续的远场圆二色性（CD）调制。远场CD调制是由于磁光圆二色性和施加的磁场对超手征场的近场调制。最后，我们在使用自组装制造的毫米级磁等离子体元表面中展示了磁场可调手征成像。我们的研究结果为实现平面集成的、大规模的、具有活性的手性超表面提供了一种新的途径。
2019-09-30 physics.optics
Optical Synthesis of Transient Chirality in Achiral Plasmonic Metasurfaces
本文提出利用热载流子非均匀时空分布重构光学几何，在非手性等离子体超表面中实现可见光波段近乎完美可逆的超快瞬态手性。
2023-06-05 physics.optics
Quantitatively analyzing intrinsic plasmonic chirality by tracking the interplay of electric and magnetic dipole modes
等离子体手性由于产生强的手旋光响应而在新型纳米光学器件中表现出巨大的潜力。以往对等离子体手性的解释主要是基于相位延迟和耦合。我们提出了一个类似于手性分子的定量模型，定量地解释了基于电和磁偶极子模式的相互作用和混合的内在等离子体手性的机制，形成了一个混合的电和磁极化率。该分析方法也适用于小的手征物体，直到准静态极限，没有相位延迟，并有望成为一个普遍的规则。
2016-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Near-Perfect Chirality and Giant Spin-Orbit Conversion in a Single Plasmonic Cavity
Central South University（中南大学）；The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）
通过设计单个等离激元扭曲二聚体腔，利用磁隙等离激元模式实现近场磁极化工程，获得了手性g因子高达1.94的近完美手性和约95%的手性选择性自旋-轨道角动量转换效率。
2026-06-03 physics.optics
Reconfigurable Plasmonic Chirality: Fundamentals and Applications
分子手性是一种几何性质，在化学、生物学和医学中具有重要意义。最近，等离子体纳米结构，表现出独特的手性光学响应已经吸引了巨大的兴趣，因为它们能够模仿手性分子的性质与定制的和明显的光学特性。然而，这种人造结构的光学手性通常是静态的，并且不能在制造后被操纵。在此，概述了重新配置等离子体纳米和微米物体的手征光学响应的不同概念。取决于所利用的策略和刺激，手握光学签名、3D结构构象或两者可以被重新配置。基于具有可重构手征性的等离子体纳米结构的光学器件在实际应用中具有巨大的潜力，从偏振转换元件到对映选择性分析、手征传感和催化。
2021-05-14 physics.app-ph 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
Broadband enhanced chirality with tunable response in hybrid plasmonic helical metamaterials
设计宽带增强的手性对于新兴的手性化学和传感领域，或者在最近引入的纳米光子手性量子和经典光学应用中控制光子的自旋轨道动量具有强烈的兴趣。然而，手征光-物质相互作用具有极其微弱的性质，难以控制和增强，并且不能调谐或宽带化。此外，在技术上重要的可见光到紫外光谱处实现强、宽带和可调谐手性的平面双纳米光子结构仍然是难以捉摸的。在这里，我们解决这些重要的问题，通过实验证明和理论验证光谱可调，极大的，和宽带手旋光响应的纳米螺旋超材料。报道的全介电和介电-金属（混合）等离子体超材料的新设计允许通过大规模纳米光子结构实现有史以来最大和最宽的测量手性库恩不对称因子。此外，所提出的自下而上制造的光学超材料的强圆二色性可以通过改变它们的尺寸和它们的电介质和等离子体螺旋子部分之间的比例来调谐。目前展示的超材料有望为手光学领域的发展提供实质性的推动，从而在纳米尺度上显著增强和宽带手征光-物质相互作用。
2021-01-28 physics.optics
Slant-gap plasmonic nanoantenna for optical chirality enhancement
提出了一种新的用于光学手征工程的具有倾斜缝隙的等离子体纳米天线的设计。在共振时，倾斜间隙提供平行于外部磁场的高度增强的电场，具有90度的相位延迟，导致增强的光学手性。我们通过数值模拟表明，在线性极化激发下，我们的非手性纳米天线可以产生近场增强的光学手征，可以通过倾斜角和共振条件进行调谐。我们的设计可以很容易地实现，并可能会发现在圆二色性增强的应用。
2014-01-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical chirality from dark-field illumination of planar plasmonic nanostructures
暗场照明显示，使平面手性纳米粒子的安排表现出类似于真正的手性散射体的消光圆二色性。圆二色性实验观察到的最大散射的单一低聚物组成的旋转对称排列的金纳米棒，与数值模拟的强协议。偶极模型的开发表明，这种效果是由纳米棒的几何投影到手的电场的方向上的差异所造成的，所述手的方向由垂直入射在玻璃基板上的圆偏振暗场所产生。由于这种几何起源，峰值手性响应的波长也在实验上显示出根据纳米颗粒之间的分离而偏移。所有提出的低聚物具有小于工作波长的物理尺寸，和适用的扩展到紧密堆积的平面阵列的低聚物被证明放大圆二色性的大小。在这些低聚物中实现强手性展示了使用暗场照明从平面器件工程光学手性的新途径。
2017-06-19 physics.optics
Mechanisms of chiral plasmonics -- scattering, absorption and photoluminescence
本文提出基于谐振子相互作用的模型，揭示强耦合金属纳米粒子在散射、吸收和光致发光中的手性来源及三项贡献因素。
2023-07-16 physics.optics
Molecular-Induced Chirality Transfer to Plasmonic Lattice Modes
该研究通过胶体自组装制备金纳米颗粒阵列并嵌入手性分子，证明分子手性可转移至等离子体晶格模式，实现可调的手性控制，并借助数值模拟与半解析模型加以验证。
2023-05-11 physics.chem-ph physics.optics
Strong Interaction between Surface Plasmons and Chiral Molecules
在等离子体手性中，研究了金属纳米粒子与手性分子之间的库仑相互作用引起的非手性纳米粒子的圆二色性现象。同时，在共振条件下，染料分子和金属纳米粒子会由于强耦合而产生巨大的拉比分裂。如果手性分子处于等离激元的共振状态，那么等离激元与引入手性的分子之间的强相互作用会发生什么？本文研究了球核壳模型在圆偏振光（CPL）激发下的光谱现象。基于纳米粒子与手性分子之间的库仑相互作用，我们将展示各种因素如何影响强耦合。我们得到了等离子体激元与手性分子相互作用的三种机制：强耦合（拉比分裂高达243mev），增强吸收和诱导透明。CPL与手性相反的分子之间的相互作用比手性相同的分子之间的相互作用强，且两个峰的线宽比手性相同的分子之间的线宽更接近，这表明对于具有手性的Rabi分裂，相互作用有更深层次的机制。这一结果将有助于进一步研究等离激元与手性分子的相互作用。
2020-09-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic Metasurfaces with Structural Chirality and Pseudo-Chirality for Enhanced Circular Dichroism and Enantiomeric Recognition
本研究设计了由三个等边三角形融合的不对称金纳米结构构成的平面等离子体超表面，兼具结构手性与赝手性，可实现强偏振各向异性与对映体特异性响应，为无标记手性传感及平面模拟手性光学行为提供了新途径。
2025-08-01 physics.app-ph physics.optics
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
Giant nonlinear optical chirality in twisted heterobilayers
The Hong Kong Polytechnic University（香港理工大学）；China University of Geosciences（中国地质大学）；National University of Singapore（新加坡国立大学）
研究通过扭曲不同单层半导体材料，揭示了在非线性光学中显著表现的结构手性，展示了MoS2/WSe2异层在二次谐波生成中的巨大可调非线性手性，建立了原子薄层相对取向对非线性手性响应的确定性控制。
2026-05-17 physics.optics
Weak Measurements of Light Chirality with a Plasmonic Slit
我们研究，从实验和理论上，紧聚焦的偏振光与支持等离子体极化激元模式的金属表面上的狭缝的相互作用。值得注意的是，这个简单的系统可以对入射光的偏振高度敏感，并提供了一个完美的量子弱测量工具，在等离子体极化激元模式中具有内置的后选择。我们观察到的等离子体自旋霍尔效应在坐标和动量空间，这是解释为弱测量的螺旋度与实和虚的弱值由输入偏振。我们的实验结合了（i）量子弱测量，（ii）近场等离子体激元系统，和（iii）高数值孔径显微镜在采用光的自旋轨道相互作用和探测光手性的优势。
2012-07-09 cond-mat.other physics.optics quant-ph
On the origin of chirality in plasmonic meta-molecules
手征性是自然界所有领域的基本特征，从粒子物理学到电磁学，再到化学和生物学。手性对象缺乏镜像平面和反转对称性，因此不能与它们的镜像对应物（它们的对映体）在空间上对齐。天然分子和人工手性纳米结构都可以通过它们的光-物质相互作用来表征，这反映在圆二色性（CD）中。使用DNA折纸，我们从多个等离子体纳米粒子组装模型元分子，代表精确定位在空间中的元原子。这使我们能够逐片重建不同大分子几何形状对其周围光学近场的影响。在我们构建第三维的情况下，CD签名的出现之后，我们通过添加或删除人工分子中的单个粒子来设计和实现符号翻转信号。我们的数据和理论模型揭示了迄今尚未认识到的手性等离子体介电耦合现象，解释了复杂的电磁相互作用内的混合DNA为基础的等离子体纳米结构。
2022-01-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Reciprocity and optical chirality
在本文中，我们描述了光学手征在等离子体背景下的作用。我们清楚地区分2D和3D光学手性，并将问题与互易性和时间对称性联系起来。我们比较我们的分析与最近的实验结果在纳米等离子体和光子学。
2017-04-07 physics.optics quant-ph
Mid-IR chirality and chiral thermal emission through twisting
该研究利用范德华晶体的天然光学各向异性，通过实验证实α-MoO₃扭转双层结构具有本征手性，可通过白炽发光产生中红外手性光，无需光刻，为大规模手性滤光片和热源提供新平台。
2025-06-13 physics.optics
Chirality of plasmonic metasurfaces with rectangular holes
手性响应在分析化学、极化调控、生物传感等领域具有重要的应用价值。本文系统地研究了一种基于矩形孔洞的手征超颖表面。结果表明，手性与共振基元的大小和取向密切相关。研究发现，该结构的周期总是小于出现手征的波长，这将为手征结构的设计提供良好的依据。更重要的是，CD对谐振单元的取向高度敏感。通过调整旋转角度，不仅可以反转CD，还可以改变结构的对称性，实现手性的调控。在所提出的结构中，手性可以显著增强，并且圆二色性（CD）的最大值可以达到0.76。为了更好地理解这一物理机制，还讨论了LCP波和RCP波的电场分布。本文的工作不仅可以加深对手征超颖表面的理解，而且可以为类似手征超颖表面的设计提供指导。
2021-12-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magneto-optical chirality in a coherently coupled exciton-plasmon system
手性是一种基本的不对称现象，手性光学元件在反射或吸收圆偏振光时表现出不对称响应。这些元素的最新实现包括具有打破镜面对称性和称为圆二色性的偏振对比光学吸收的纳米等离子体系统。圆二色性的另一种途径是原子级薄半导体中的自旋谷极化激子。在存在磁场的情况下，它们表现出与圆偏振光子的不平衡耦合，从而表现出圆二色性。在这里，我们证明了与单层WSe $_2$中激子相关的偏振对比光学跃迁可以通过相干耦合转移到近端等离子体纳米盘。耦合激子等离子体激元系统表现出磁致圆二色性的光谱窄窗口的Fano干涉，我们在一个主方程框架模型。我们的工作激励激子-等离子体激元界面作为手性超颖表面的构建块，用于信息处理，非线性光学和传感。
2023-01-09 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Chiral Plasmonic Nanostructures Enabled by Bottom-Up Approaches
本文综述了手性等离子体激元的研究进展。近年来，对手性等离子体激元结构工作原理的理解取得了重大进展。随着微米和纳米纤维技术的进步，各种手性等离子体纳米结构已经在实验上实现;这些定制的手性光学性质大大超过了它们的分子对应物。我们专注于使用自下而上的方法创建的手性等离子体纳米结构，这不仅允许合理的设计和制造，但最有趣的是，在许多情况下，还可以动态操纵和调整手性响应。我们首先讨论了等离子体激元诱导的手性，从等离子体激元激发的手性分子的相互作用。随后，我们讨论了本征手性胶体，由于它们的手性形状而产生光学手性。最后，我们讨论了等离子体手性，通过安排非手性等离子体粒子到静态或主动模板上的手配置。手性等离子体纳米结构由于其比天然分子大得多的光学手性而在实际应用中非常有希望。此外，手性等离子体纳米结构提供了可工程化的和动态的手性光学响应，这在分子系统中是难以实现的。因此，我们预计，手性等离子体激元领域将吸引进一步广泛的关注，从对映体选择性分析的手性传感，结构测定，原位超灵敏检测多种疾病的生物标志物，以及跨膜转运和细胞内代谢的光学监测的应用。
2021-04-30 physics.app-ph physics.optics
Hydrogen-regulated chiral nanoplasmonics
手性是现代化学中一个非常重要的话题，因为对映异构体对身体的药理作用截然不同。天然分子的手性可以通过外部刺激改变分子结构来控制。尽管等离子体的快速发展，等离子体手性的主动调节，特别是在可见光谱范围内，仍然面临着重大的挑战。在这封信中，我们展示了一类新的混合等离子体元分子组成的镁和金纳米粒子。来自这种等离子体元分子的等离子体手性可以由氢实时动态控制，而不引入宏观结构重构。利用圆二色性光谱，我们在实验上研究了可见光范围内氢调节手征光响应的开关动力学。此外，还利用能量色散X射线能谱仪研究了氢化和脱氢过程中镁颗粒的形貌变化。我们的研究可以使等离子体手性平台的各种气体检测方案，通过利用高灵敏度的圆二色光谱。
2018-03-18 physics.app-ph physics.optics
Competition of Chiroptical Effect Caused by Nanostructure and Chiral Molecules
本文用T矩阵方法发展了有限团簇中任意目标物的手性分子圆二色性的理论。研究了手性分子与纳米结构之间的相互作用。我们的研究集中在手性分子插入纳米结构的等离子热点的情况下。结果表明，当两个手性分子分别插入到纳米粒子团簇的热点区域时，当纳米粒子之间的距离较小时，两个手性分子体系的总CD不和，而当纳米粒子之间的距离较大时，两个手性分子体系的总CD不和.纳米复合材料的结构手性引起的等离子体CD强烈依赖于纳米球的相对位置和取向，并且远大于分子诱导的手性。然而，具有特殊手性结构的分子-NP纳米复合物的分子诱导的等离子体CD效应可以在光谱上与基于结构手性的光学活性区分开。我们的研究结果为理解分子-纳米粒子复合材料中等离子体CD效应的两个不同方面提供了一个新的理论框架，这将有助于新型生物传感器的实验设计，实现基于等离子体的纳米技术对分子手性信息的超灵敏探测。
2017-12-29 physics.optics
Effect of relative in-plane twisting in graphene bilayer on sensing using surface plasmon resonance
表面等离子体激元共振（SPR）通常通过在金属（Au/Ag）表面上激发表面等离子体激元来观察。为了将SPR现象用于传感应用，金属表面用合适的配体官能化。尽管这种功能化可以增强传感器的特异性吸附能力，但是由于配体的大厚度，金属表面的等离子体场对分析物的吸附变得不太敏感。在下一代基于SPR的传感器中，石墨烯不仅可以用作等离子体材料，而且可以用作通过π-π相互作用吸引分析物的合适配体。在这篇文章中，我们提出了我们的理论模拟研究的SPR现象的观察使用石墨烯单层（MLG），双层石墨烯（BLG）和BLG的平面扭曲层（T-BLG）作为等离子体材料沉积在硒化锌衬底。模拟了波长解调装置下的Kretschmann组态，估算了石墨烯体系/水界面的SPR波长。进行了生物传感模拟，并获得了不同石墨烯系统的传感参数，即灵敏度，品质因数（FOM）和等离子体激元场。有趣的是，在T-BLG系统中发现了优异的传感参数，其相对面内扭转角接近魔角，即1 °。这种增强是由于以魔角扭曲的层之间的强耦合。这项研究表明，单层，双层和扭曲的双层石墨烯可以作为一个独立的层系统，不仅产生等离子体场，而且由于其固有的π-π与生物分析物的相互作用，增强传感。
2022-12-19 physics.optics
Enhanced sensing of molecular optical activity with plasmonic nanohole arrays
展望了利用金属孔阵列增强光学探测纳米尺度分子手性的前景。光传输通过填充有光学活性材料的孔进行建模，并证明了超过一个数量级的活性增强。的手性检测的空间分辨率被证明是几十纳米。通过对圆柱孔阵列和复杂手征形状孔阵列中等离子体近场增强效应的比较，得出了等离子体近场增强效应决定了探测灵敏度的结论。由于其形状的阵列的固有手性似乎不太重要。
2016-10-03 cond-mat.mes-hall physics.optics
Coupling Dichroism in Strong-Coupled Chiral Molecule-Plasmon Nanoparticle System
本研究使用RT-TDDFT方法模拟L/D-苯基氨基醇分子与手性铝簇的强耦合系统，揭示了分子与团簇手性对极化激元模式、耦合因子及衰减率的调制作用，为原子尺度手性传感器设计提供依据。
2025-01-31 cond-mat.mes-hall physics.chem-ph physics.optics
Unveiling Chirality: Exploring Nature's Blueprint for Engineering Nanostructured Materials
本文概述了手性仿生等离激元学与超材料领域，通过自组装和纳米加工技术设计手性超材料及等离激元纳米结构，实现了对光响应的显著控制与光学手性增强，为传感、催化和光电器件开辟了新前沿。
2023-06-29 physics.app-ph physics.optics
Chiral near fields generated from plasmonic lattices
等离子体场通常被认为是非手性的，因为表面等离子体模式的横向磁极化。然而，我们在这里表明，从两个相干的表面等离子体激元在光滑的金属膜上传播的交叉点创建的光晶格可以产生在干涉近场的光学手性。我们特别揭示了与近场手征力的产生有关的等离子体激元势的出现。这为在近场范围内进行对映体分离方案带来了很好的前景。
2015-02-03 physics.optics
Generalization of the circular dichroism from metallic arrays that support Bloch-like surface plasmon polaritons
亚波长光子系统中的镜对称性破缺现象表现出许多有趣的手旋光效应，如旋光和圆二色性。当这样的系统周期性地放置在一个晶格的形式，除了固有的手性，非固有的手性也参加，和整体效果不仅取决于基础和晶格，但也激发配置。在这里，我们研究平面手性纳米孔阵列的正方形晶格，支持布洛赫类表面等离子体激元（SPPs），并澄清如何系统的几何形状和激发有助于圆二色性。利用时间耦合模理论，推导了阵列的不对称因子和散射矩阵的解析表达式。值得注意的是，我们发现不对称因子只取决于耦合偏振角和p-和s-偏振之间的耦合相位差。此外，不对称因子的上限为+/-2，可以通过简单地定向阵列的晶格以适当地激发Bloch类SPP，同时使基底模拟两个正交且相对移位的偶极子，从而证明了外在手性和内在手性之间的相互作用。通过数值模拟和实验验证了模型的正确性，提出的双槽系统的不对称因子分别为1.82和1.55。
2020-08-27 physics.optics
Casimir effect in twisted photonic gratings with in-plane chirality
本研究通过反射矩阵卡西米尔-利夫希茨形式，分析了单轴各向异性扭曲光子光栅中的卡西米尔效应，发现材料各向异性可有效控制旋转对准力。
2025-10-23 physics.optics
Orbital Optical Chirality as the Origin of Vortex Dichroism
Research Institute for Electronic Science, Hokkaido University（北海道大学电子科学研究所）
本文提出轨道光学手性概念，推导其连续性方程，证明涡旋光束中其遵循轨道指数，并在扭曲纳米棒二聚体中通过四极模式产生涡旋二色性，建立统一光学手性框架。
2026-09-23 physics.optics
The Optical Chirality Flux as a Useful Far-Field Probe of Chiral Near Fields
为了优化手性物质和高度扭曲的光之间的相互作用，需要能够帮助表征纳米结构附近的手性电磁场的量。在这里，通过类比坡印廷定理，我们制定了时间平均的守恒定律的光学手征在损耗色散介质和确定的光学手征通量作为一个理想的远场观测表征手征光学近场。有界的守恒定律，我们表明，它提供了精确的信息，无法从圆二色光谱，高度扭曲的领域附近的纳米结构的幅度和手性。
2016-01-25 physics.optics
Understanding the role of surface plasmon polaritons in two-dimensional achiral nanohole arrays for polarization conversion
我们研究了金属纳米孔阵列的旋转角和椭圆率对样品取向和入射偏振的依赖关系。阵列具有四重对称性，因此不具有任何固有的手性。我们阐明了表面等离子体激元（SPPs）在确定非本征手征性的作用，我们通过使用时域有限差分模拟验证的结果。我们的研究结果表明，出射反射产生的非共振背景，它保留了输入偏振，和SPP辐射阻尼，这是线性偏振，但携带不同的偏振定义的矢量场的SPP之间的干扰。更重要的是，干涉表现出各种偏振态，从线性到椭圆跨越SPP谐振。基于时间耦合模理论（CMT），给出了出射波的解析表达式，计算结果与实验和模拟结果吻合较好。从CMT，我们发现偏振转换依赖于之间的相互作用的吸收和辐射衰减率的SPP和样品的取向。
2016-08-25 physics.optics
Three-Dimensional Hieratical Twists in Polar Fluids: Chirality Regulation by Ultra-Low Electric Field
本文针对极性流体宏观尺度手性控制难题，构建了螺旋电锥状中间相三维手性系统，提出利用超低电场实现手性扭转调制，从而控制衍射图样与圆偏振光开关。
2025-07-14 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Plasmonic lateral forces on chiral spheres
我们表明，施加在一个有限大小的手征球的表面等离子体激元模式的光学力有一个分量沿垂直于等离子体激元线性动量的方向。我们揭示了这种手性横向力，指向相反的对映异构体的相反方向，源于一个角度到线性交叉动量转移涉及等离子体横向自旋角动量密度和介导的手性的领域。我们的多极的方法，使我们能够讨论列入的反冲长期在一个小的球体上的力采取的偶极极限和观察符号反转的横向手征力的大小时，球体的增加。
2015-09-04 physics.optics
Chiral Surface Plasmon Polaritons on Metallic Nanowires
线偏振光入射到纳米线的末端，激发三种特定的纳米线波导模式的相干叠加，可以产生手性表面等离子激元（SPP）。由SPP倏逝场激发的量子点荧光获得的单个纳米线上的手性SPP图像揭示了我们的理论模型中预测的手性。手性SPP的螺旋周期的旋向性和空间范围取决于输入偏振角和纳米线直径以及介电环境。手性保留在自由空间输出波，使金属纳米线的圆偏振光子的宽带宽的亚波长源。
2011-05-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical Chirality in Dispersive and Lossy Media
在色散和无耗介质中，能量、动量、角动量和光学螺旋度等动力学性质最近得到了重新研究。在这里，我们解决了一个平行的推导的光学手征，扩展它，以便包括耗散效应以及。为此，我们首先阐述了光学手征性的守恒定律的最完整形式，而不对介质的性质作任何限制。结果，我们找到了无耗和有耗色散介质中光学手征密度的一般表达式。我们的定义与最初为自由空间中的电磁场引入的定义完全一致，并且适用于任何材料系统，包括纳米材料，等离子体纳米结构和左手超材料。
2018-05-15 physics.optics
Real-space imaging of the tailored plasmons in twisted bilayer graphene
我们报告了一个系统的等离子体研究扭曲双层石墨烯（TBLG）-两个石墨烯层堆叠的扭曲角。通过对具有宽扭曲角分布的TBLG单晶的实空间纳米成像，我们发现TBLG支持敏感地依赖于扭曲角的受限红外等离子体。在小的扭转角下，TBLG具有与单层石墨烯相当的等离子体激元波长。在较大的扭转角，TBLG的等离子体激元波长显着增加，明显较低的阻尼。进一步的分析和建模表明，观察到的扭曲角依赖的TBLG等离子体在狄拉克线性制度主要是由于费米速度重整化，层间电子耦合的直接后果。我们的工作揭示了TBLG的定制等离子体特性，加深了我们对新颖的范德华耦合二维材料中有趣的纳米光学物理的理解。
2023-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci 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
High-definition 3D suspended Archimedean spiral with broadband, spatially extended, and single-handed optical chirality enhancement in Vis-NIR range
本研究开发了一种结合聚焦离子束铣削和模板剥离的制造策略，实现了高清晰度3D悬浮阿基米德螺旋结构，该结构在可见至近红外范围内展现出宽带、空间扩展且单手性的光学手性增强，可用于敏感的宽带手性传感。
2025-08-13 physics.optics
Chiral plasmons with twisted atomic bilayers
具有旋转错位的原子薄层的范德华异质结构，例如扭曲的双层石墨烯，具有有趣的结构莫尔超晶格。由于扭曲原子层之间的量子耦合，光-物质相互作用本质上是手性的;因此，它们为极端纳米尺度的手性等离子体提供了一个有前途的平台。然而，虽然层间量子耦合可能是显着的，其影响手性等离子体仍然难以捉摸。本文从全麦克斯韦方程组出发，考虑层间量子耦合，给出了扭曲双层原子中手征等离子体激元的一般解。我们发现扭曲原子双层膜与手征超颖表面有着直接的对应关系，手征超颖表面除了具有一般的表面导电性外，还同时具有手征和磁性表面导电性。换句话说，扭曲范德华异质结构中的层间量子耦合可以促进各种（例如，双各向异性）原子级薄超颖表面。此外，由层间量子耦合确定的手性表面电导率决定了手性等离子体的存在并导致独特的相位关系（即，+/-π/2相位差）。重要的是，这种独特的相位关系的手征等离子体激元可以用来构建丢失的纵向自旋的等离子体激元，除了共同的横向自旋的等离子体激元。
2020-06-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Control of chirality and directionality of nonlinear metasurface light source via twisting
针对传统超表面无法原位动态调控的问题，本研究提出扭转多层非线性超表面结构，通过调控扭转角和层间间距及打破系统对称性，实现非线性光源偏振与方向性的多维调控，为多个光学领域提供新方向。
2024-10-09 physics.optics
Universal imprinting of chirality with chiral light by employing plasmonic metastructures
Ohio University（俄亥俄大学）；Nanoscale and Quantum Phenomena Institute, Ohio University（俄亥俄大学纳米尺度与量子现象研究所）；Edison Biotechnology Institute, Ohio University（俄亥俄大学爱迪生生物技术研究所）；Departamento de Tecnología médica, Facultad de Medicina, Universidad de Chile（智利大学医学院医学技术系）；CINBIO, Universidade de Vigo（维戈大学生物界面化学中心）；Institute of Fundamental and Frontier Sciences, University of Electronic Science and Technology of China（电子科技大学前沿与基础科学研究所）；School of Chemistry, Raymond and Beverly Sackler Faculty of Exact Sciences, Tel Aviv University（特拉维夫大学雷蒙德和贝弗利·萨克勒理学院化学系）
本研究提出利用等离激元超结构实现手性光印记的电磁-光学机制，揭示光热诱导的偏振相关介电常数调制产生手性印记的原理，指出该普适效应可通过实验实现，有望拓展手性超结构的应用场景。
2023-07-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Twist-angle and thickness-ratio tuning of plasmon polaritons in twisted bilayer van der Waals films
本文研究了WTe2薄膜双层结构中厚度比（TR）与扭曲角（TA）对太赫兹面内双曲等离激元拓扑的协同调控作用，基于有效面层光电导模型解释了该拓扑转变机制，证明TR是调控等离激元拓扑的新自由度，在生物传感等领域具应用前景。
2023-07-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonics with a Twist: Taming Optical Tornadoes on the Nanoscale
本章讨论了一种受流体力学启发的方法来捕获和操纵等离子体纳米结构中的光，该方法基于引导纳米障碍物周围的光学功率流。等离子体纳米聚焦机制的新见解是通过调用“光子流体”（PF）的类比获得的。通过适当的纳米结构设计，PF动能可以通过对流加速局部增加，然后转化为“压力”能量以产生高场强的局部区域。特别是，被捕获的光可以被塑造成光学漩涡--像龙卷风一样的能量通量圆周运动的区域--连接成类似传输的序列。在电磁理论术语中，这种方法是基于倏逝场的无辐射电磁干扰，而不是基于纳米颗粒中诱导的偶极子辐射的传播波的干扰。由此产生的操纵光学功率流远远超过衍射极限的能力有助于减少耗散损耗，增加纳米级体积内积累的能量，并激活非磁性纳米结构中的磁响应。它也形成了一个基础，为长距离的芯片上的能量传输/路由，以及为主动纳米级场调制和开关。
2014-05-07 physics.optics
Super-chirality of paraxial higher order Poincare modes
我们证明，高阶庞加莱模式的顺序m是超手征，显示增强因子成比例的$m$和$m^2$在其螺旋度/手征。当m具有任意大的整数值时，这样的模式原则上具有无限的超手征性。这些发现为应用铺平了道路，包括与手性物质的光学相互作用的强烈增强。这项工作表明在控制任何高阶傍轴扭曲光模式的螺旋度方面具有相当大的灵活性，并且它包含了非常广泛的物理场景。
2023-01-12 physics.optics
Orbital chiral lasing in twisted bilayer metasurfaces
通过键合和旋转两个半导体薄膜超表面构建 Moire 型扭曲双层光子结构，利用其固有结构手性在 250 nm 宽光谱范围内实现了单模轨道手性激光，首次在扭曲光子学中观察到轨道手性激光。
2025-06-25 physics.optics
Plasmonic and photonic enhancement of chiral near fields
具有高度扭曲电磁场的手性近场建立了一座桥梁，以匹配手性分子和具有大尺寸差异的光波长。它能显著增强手性分子的圆二色性，在手性传感、检测、捕获等手性相关领域具有广阔的应用前景。表面等离子体具有突出的光捕获和电磁场集中能力。等离子体手性纳米结构促进光操纵以产生超手性近场。同时，纳米光子结构由于其独特的电磁共振特性，在获得强手征场方面引起了人们极大的兴趣。在光与手性物质相互作用过程中，手性近场不仅是光与手性分子相互作用的桥梁，而且也是手性分子光学活动的重要因素。本文综述了利用等离子体和光子纳米结构增强手性近场效应的最新研究进展。本文综述了手征电磁场的基本原理以及等离子体纳米结构和光子纳米结构在近场增强方面的研究进展。研究了增强手征近场的性质及其在手性分子探测、自旋轨道角相互作用和产生手征光学力等方面的应用。最后，我们讨论了当前的挑战，并提供了一个简要的展望这一领域。
2022-03-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmon-enhanced chiral absorption through electric dipole-electric quadrupole interaction
本文提出理论模型研究等离激元纳米结构中大分子的手性吸收，通过电偶极子-电四极子相互作用增强吸收，数值结果揭示了谐振器共振与非共振状态下的明显光谱信息。
2024-05-31 physics.optics
Directional and singular surface plasmon generation in chiral and achiral nanostructures demonstrated by Leakage Radiation Microscopy
在本文中，我们描述了实施泄漏辐射显微镜（LRM）探测等离子体纳米结构的手性。我们实验证明自旋驱动的定向耦合以及涡旋产生的表面等离子体激元（SPPs）的纳米结构与T形和$Λ$形孔。使用这种远场方法，定量检查，包括方向性和消光比测量，通过偏振分析在图像和傅立叶平面。为了支持我们的实验结果，我们开发了一个分析模型的基础上的多偶极表示的$Λ$和T形孔径等离子体耦合器，允许的理论解释的方向性和奇异的SPP形成。此外，在这项工作中，对称性破缺和相位的作用被强调。这种自旋轨道相互作用的定量表征为开发用于亚波长路由的新定向耦合器铺平了道路。
2016-11-30 physics.optics
Chiral and directional optical emission from a dipole source coupled to a helical plasmonic antenna
本文数值研究了薄膜中偶极子发射器与等离激元单螺旋和双螺旋天线的耦合，采用高阶有限元法计算Purcell增强并分析远场手性与辐射方向图，发现双螺旋在共振激发下具有显著改善的方向性辐射。
2024-02-01 physics.optics
