Fabrication of Nanostructured GaAs/AlGaAs Waveguide for Low-Density Polariton Condensation from a Bound State in the Continuum
激子-极化激元是由激子共振和光子腔模之间的强耦合产生的混合光物质态。作为玻色子激发，它们可以经历相变到凝聚态，该凝聚态可以发射相干光而没有粒子数反转。这方面使它们成为无阈值激光器的良好候选者，但短的激子-极化激元寿命使其难以在非常低的功率密度下实现凝聚。从这个意义上说，长寿命的光保护态是克服单片微腔有限镜反射率限制的最佳候选。在这项工作中，我们使用一个光子对称性保护的束缚态耦合到激子共振的连续，以实现最先进的极化激元凝聚阈值在GaAs/AlGaAs波导。最重要的是，我们展示了制造控制的影响，以及如何通过原子层沉积的表面钝化提供了一种方法来减少激子淬火在光栅侧壁。
2022-05-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Design and Verification of a Terahertz Bandpass Filter using a Spoof Surface Plasmon Polariton Waveguide with Gapped Unit Cells
University of Victoria（维多利亚大学）；Centre for Advanced Materials and Related Technology (CAMTEC), University of Victoria（维多利亚大学先进材料及相关技术中心）
本文提出利用具有内部沟槽和周期性间隙的共面波导实现太赫兹 spoof 表面等离子体极化子带通滤波器，通过SSPP带边低通行为与间隙作为串联电容的高通行为相结合，实现带通滤波功能。
2026-04-15 physics.app-ph physics.optics
Spontaneous down conversion in metal-dielectric interface - a possible source of polarization-entangled photons
研究了激光斜入射时金属-介质界面的自发下转换现象。在这种情况下，如果使用对应于用于产生的等离子体的Kretschmann配置的激发角，则可以以高效率产生偏振纠缠表面等离子体激元对。如果使用适当的纳米结构的金属膜，允许直接激发表面等离子体激元并满足它们与所产生的表面等离子体激元的相位匹配条件，则可以进一步提高效率。
2014-06-09 physics.optics quant-ph
Design and Analysis of Pseudospin-Polarized Ultra-Wideband Waveguide Supporting Hybrid Spoof Surface Plasmon Polaritons
本研究提出基于互补超表面的超宽带低损耗波导与功率分配器，实现0-100 GHz频段大于0.5 dB的插入损耗，显著提升波约束并抑制传播，仿真验证其优势。
2024-03-16 physics.app-ph physics.optics physics.plasm-ph
Engineered Optical Nonlocality in Nanostructured Metamaterials
我们分析了金属-电介质纳米结构超材料的色散特性。我们证明，在一个鲜明的对比，相应的有效介质的结果，该结构表现出强烈的光学非局域性，由于激发表面等离子体激元，可以通过改变金属和介电层的厚度之间的比率进行工程。特别是，这种非局部性允许存在一个额外的非常波，表现在分裂的TM偏振光束散射在空气-超材料界面。
2011-03-20 physics.optics
Hybrid Magnonics with Localized Spoof Surface Plasmon Polaritons
本文提出一种支持赝局域表面等离激元的微波螺旋谐振器，通过与钇铁石榴石球实现强光子-磁振子耦合，并展示了其在混合磁振子系统中的工程潜力和应用前景。
2024-09-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Phonon Polaritons and Epsilon Near Zero Modes in Sapphire Nanostructures
本研究通过实验与模拟，在蓝宝石纳米锥阵列中发现了多种声子极化激元和ENZ模式，并证实了声子-极化激元耦合增强拉曼信号，为长波红外纳米光子学提供了新途径。
2025-10-23 physics.optics
Ultrabroadband nanocavity of hyperbolic phonon polaritons in 1D-like α-MoO3
声子极化激元在纳米结构材料中的利用为纳米光子应用提供了一条操纵红外（IR）光的途径。值得注意的是，极性二维晶体中的双曲声子极化激元（HP 2）已被用于证明强电磁场约束，超低群速度和长寿命（~高达8 ps）。在这里，我们提出了α相三氧化钼（α-MoO 3）的纳米带作为低维介质，支持HP 2模式在中红外和远红外范围。通过实空间纳米成像，与同步加速器和可调谐激光器提供的红外照明，我们观察到，这样的HP 2响应发生通过形成的法布里-珀罗共振。我们注意到一个各向异性的传播，这严重依赖于频率范围。我们的研究结果得到了实验、理论和数值模拟的一致支持。我们的工作表明，天然纳米结构晶体的低维度，如α-MoO 3纳米带，提供了一个有吸引力的平台来研究极化激元光-物质相互作用，并提供了吸引人的腔特性，可以在未来的紧凑型纳米光子器件设计中加以利用。
2021-05-03 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Observation of a nonradiative flat band for spoof surface plasmons in a metallic Lieb lattice
我们证明了一个无辐射的平带欺骗表面等离子体激元绑定在一个结构化的表面与Lieb晶格对称的太赫兹制度。首先，我们基于电路模型，从理论上推导了金属Lieb晶格中欺骗等离子体激元的色散关系。我们得到三个频带，其中之一是独立的波矢。为了证实理论结果，我们数值计算和实验观察的平带的传输和衰减全反射配置。结果表明，与传播波解耦的无辐射平带模的品质因数高于辐射平带模。这表明非辐射平带模式是三维限制在晶格中。
2016-02-16 physics.optics
Terahertz surface plasmon polariton propagation and focusing on periodically corrugated metal wires
在这封信中，我们展示了如何沿一个完美的导电线传播的表面等离子体激元（SPPs）的色散关系，可以定制波纹的径向凹槽的周期性阵列的表面。以这种方式，可以在电磁波谱的太赫兹区域中维持高度局部化的SPP。重要的是，这些欺骗SPP的传播特性可以通过表面几何形状来控制，从而为重要的应用开辟了道路，例如圆柱形导线上的能量集中和使用圆锥形结构的超聚焦。
2006-10-02 physics.optics
Hybridized exciton-polariton resonances in core-shell nanoparticles
纳米光子学的目标是在衍射极限以下的长度尺度上控制和操纵光。通常，纳米结构金属用于此目的，通过利用这种结构支持的表面等离子体激元来限制光。最近，激子（分子）材料已被确定为纳米光子学的替代候选材料。在这里，我们使用理论模型来探索如何通过适当的纳米结构实现表面激子极化激元的杂化。我们专注于在何种程度上的混合模式的频率可以转移相对于底层材料的共振。
2016-09-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Manipulating the Interaction between Localized and Delocalized Surface Plasmon Polaritons in Graphene
纳米结构或外延石墨烯中局域或离域表面等离子体激元的激发由于其在传感器、开关和滤波器中的应用前景而引起了越来越多的关注。这些单一的共振可以耦合和有趣的光谱特征，可以通过利用所需的杂交。而到目前为止，只有本地化或离域表面等离子体激元之间的耦合已经研究了石墨烯纳米结构，我们认为在这里的本地化和离域表面等离子体激元之间的相互作用。这种相互作用可以通过两种不同的方案来实现，这两种不同的方案驻留在倏逝近场耦合或远场干涉上。所有可观察到的现象都得到了分析考虑的证实，为物理学提供了深入的见解，并为红外和太赫兹频率的紧凑和可调谐光学元件铺平了道路。
2014-05-30 physics.optics
Optical Response of Nanostructured Surfaces: Experimental Investigation of the Composite Diffracted Evanescent Wave Model
对研磨成薄金属膜的亚波长结构阵列的光学响应的研究已经揭示了令人惊讶的现象，包括光的意外高透射的报道。许多研究已经解释了表面等离子体激元（SPPs）的共振激发方面的光学耦合到表面，但也提出了涉及表面倏逝波（CDEW）的复合衍射的其他方法。我们在这里提出了一系列的测量非常简单的一维（1-D）亚波长结构的表面波的关键属性测试的目的，并将它们比较的CDEW和SPP模型。
2006-02-14 cond-mat.mtrl-sci physics.atom-ph physics.optics
Spectrally enhancing near-field radiative transfer between gold gratings by exciting magnetic polariton in nanometric vacuum gaps
在本工作中，我们从理论上证明了由纳米真空间隙分隔的一维周期性光栅微结构之间的近场辐射输运可以通过激发磁极化激元而得到光谱增强。采用涨落电动力学方法，结合散射矩阵理论和严格的耦合波分析，精确计算了两个金光栅间的近场辐射通量。除了众所周知的耦合表面等离子体激元外，辐射通量也可以由于磁极化激元而在光谱上增强，磁极化激元是在金脊之间的间隙中激发的。详细阐明了近场辐射输运中磁极化激元的机制，但这种异常增强不能用Derjaguin近似或有效介质近似来预测。研究了两光栅间的真空间隙和光栅几何参数的影响。这一发现将为利用微纳结构超材料实现磁极化激元控制近场辐射转移开辟一条新途径。
2015-10-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Spectrally enhancing near-field radiative heat transfer by exciting magnetic polariton in SiC gratings
在目前的工作中，我们从理论上证明，第一次，通过激发磁共振或极化激元，可以显着增强由亚波长真空间隙分离的一维周期性光栅微结构之间的近场辐射输运。采用涨落电动力学方法，结合散射矩阵理论和严格的耦合波分析，精确计算了两个SiC光栅之间的近场辐射热流。除了众所周知的耦合表面声子极化激元（SPhP），一个额外的光谱辐射热通量峰，这是由于磁极化激元，被发现的声子吸收带内的SiC。详细阐述了近场辐射输运中磁极化激元、耦合SPhP、单界面SPhP和Wood异常的机制、行为和相互作用。这一发现将开辟一条新的途径，通过微或纳米结构超材料的磁共振控制近场辐射传热。
2015-01-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Microwave band gap and cavity mode in spoof-insulator-spoof waveguide with multiscale structured surface
我们提出了一种多尺度欺骗绝缘体欺骗（SIS）波导，通过引入周期性的几何调制的波长尺度的SIS波导制成的完美的电导体。MSIS由多个SIS子单元组成。在小间隙近似下，解析地研究了欺骗表面等离子体激元（SSPP）基导模的色散关系。结果表明，由于布拉格散射，多尺度SIS具有微波带隙（MBG）。提供了设计参数空间中的“间隙图”。我们证明了子单元的几何形状可以有效地调节单元SIS的有效折射率，从而进一步控制MBG的宽度和位置。计算结果与有限元数值计算结果吻合较好。对于给定几何尺寸的有限尺寸MSIS，在毫米尺度下，有限元计算表明，一阶对称SSPP模式在MBG中在4.29 GHz至5.1 GHz的频率范围内具有零传输。在4.58 GHz处的间隙内观察到腔模，其来自多尺度SIS波导中的设计者“点缺陷”。此外，EMPMSIS波导示出具有对称和反对称模式与自己的MBG，分别。这种结构的深亚波长限制和对SSPP传播的极大控制，使其在小型化微波器件中具有潜在的应用前景。
2015-04-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Abundance of cavity-free polaritonic states in resonant materials and nanostructures
各种物质激发和光学模式之间的强耦合最近显示出改变激发态和基态中的化学反应速率的潜力。基态化学反应速率的改变通常是通过将有机分子的振动模式耦合到外部光学腔的真空场来报道的，例如由两个金属镜制成的平面法布里-珀罗微腔。然而，使用外部腔来形成极化激元状态可能：（i）限制此类系统的可能应用范围，并且（ii）是不必要的。在这里，我们强调了使用材料本身维持的光学模式来自耦合到它们自己的电子或振动共振的可能性。通过追踪相应的色散关系在复杂的频率平面的根，我们表明，电子和振动极化激元是自然的本征态的散装和纳米结构的谐振材料，不需要外部腔。几个具体的例子，如激子材料的平板和真空中的球形水滴显示达到这种无腔自强耦合的制度。在简单和自然的结构中的丰富的无腔极化激元的问题，它们的相关性和潜在的实际重要性的极化激元化学，激子输运和改性材料的性能的新兴领域。
2020-10-15 physics.optics
Design of a plasmonic near-field tip for super-resolution IR-imaging
欺骗表面等离子体激元和绝热场压缩的概念被用来设计金属近场探针，允许引导和聚焦中红外波长的电磁辐射，并提供亚波长场约束和约10 nm的横向光学分辨率。
2016-05-13 physics.optics
Anisotropic Surface Plasmon Polariton Generation Using Bimodal V-Antenna Based Metastructures
V形纳米天线是超颖表面的单元元件的流行选择之一，超颖表面是一种纳米结构表面，用于其塑造和控制光的波前的能力。一般来说，选择V形天线作为单元元件的动机来自其双峰性质，其中第二模式的引入提供了对散射波前的额外控制。在这里，通过近场扫描光学显微镜，我们研究了一个一维的亚结构组成的V-天线的上下文中产生的非对称表面等离子体激元（SPP）波前。关键点在于，V天线的使用允许用单线天线创建二维相位梯度，其中额外的相位维度提供额外的控制并允许非对称特征。产生了两种不同的不对称性：（1）SPP波前，其在超结构的任一侧上具有不同的传播方向，以及（2）通过聚焦的SPP波前不对称性：超结构的一侧聚焦SPP波前，而另一侧具有发散的SPP波前。
2018-05-03 physics.optics
Ad- and desorption of Rb atoms on a gold nanofilm measured by surface plasmon polaritons
由纳米结构表面附近的冷原子组成的混合量子系统有望为量子传感器的构建和量子信息开辟新的机会。为了设计这种定制的量子系统，碱金属原子与电介质和金属表面的相互作用是至关重要的，需要详细了解。在这里，我们提出了实时测量金纳米薄膜上的铷原子的吸附和解吸。表面等离子体激元（SPP）在金表面激发，并以相敏的方式检测。从SPP相的时间变化推断出金膜的铷覆盖率，其灵敏度优于单层的0.3%。将实验数据与Langmuir型吸附模型进行比较，得到了热脱附速率和粘附概率。此外，还观察和量化激光诱导解吸。
2010-06-15 physics.atom-ph physics.optics
Ultrafast excitation of Bloch plasmon polaritons in hyperbolic metamaterials with an extreme ultra-violet transient grating
Umeå University（于默奥大学）；Elettra Sincrotrone Trieste（的里雅斯特同步辐射中心）；CIC nanoGUNE BRTA（nanoGUNE研究中心）；Ikerbasque, Basque Foundation for Science（伊卡巴斯克，巴斯克科学基金会）；Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia（摩德纳和雷焦艾米利亚大学）；Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability（瓦伦堡可持续材料科学倡议）
通过光操控材料性质推动材料科学和光子学发展，超高压电介质作为下一代量子光学介质具有潜力，支持布洛赫等离子体极化子，但无法通过直接光照射激发，本文通过极紫外瞬态光栅实验实现了在超高压电介质中激发布洛赫等离子体极化子，有限元模拟验证了瞬态光栅在相位匹配和模式激发中的作用，展示了空间时间上激发布洛赫等离子体极化子的途径，为永久性纳米结构光栅提供替代方案，可能实现超快光学模式激发控制。
2026-05-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Hybrid Exciton-Plasmon-Polaritons in van der Waals Semiconductor Gratings
范德瓦尔斯材料和异质结构表现出强束缚的室温激子态，表现出涌现的物理现象，并在光电应用中有很大的希望。在这里，我们证明了纳米结构的多层过渡金属二硫属化物本身提供了一个理想的平台，激发和控制激子模式，铺平了道路激子光子学。因此，我们表明，通过图案化的TMDC纳米谐振器，强色散和避免交叉的激子和混合极化激元的相互作用势超过410毫电子伏，可以控制具有很高的精度。我们进一步观察到，由于混合光子态的激发及其干扰，固有的强TMDC激子吸收共振可能被完全抑制。我们的工作为下一代集成激子光电纳米器件和光产生，计算和传感应用铺平了道路。
2019-12-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Tailored Hotspots from Airy-Based Surface Plasmon Polaritons
本文提出利用Airy基表面等离子体极化子生成高受限强度的等离子体热点，无需纳米结构平台，实现纳米尺度光限制，推动等离子体镊子和光信号处理发展。
2025-04-30 physics.optics
Leaky-Wave Radiations by Modulating Surface Impedance on Subwavelength Corrugated Metal Structures
已经描述了一维（1D）亚波长波纹金属结构以支持欺骗表面等离子体激元（SPP）。在这里，我们证明了一个调制的一维亚波长波纹金属结构可以转换欺骗SPP传播波。该结构在中心通过狭缝馈送，在输入侧连接波导。将输出面上的亚波长波纹金属结构视为超颖表面，对其进行周期调制，实现宽边漏波辐射。分别采用余弦函数和三角波函数调制金属波纹结构的表面阻抗，达到辐射效果。全波模拟和测量结果验证了所提出的设计。
2016-01-07 physics.class-ph physics.optics
Metamaterial nanotips
纳米结构的超材料，特别是金属纳米颗粒的阵列，其维持局部等离子体激元的激发，提供了极好的机会来塑造线性区域中的光的流动。我们提出了一种超材料结构，其特性不仅由其内部几何形状决定，而且由其整个形状决定。我们称这种结构为\emph{metamaterial nanotip}。我们评估了这种纳米尖端控制场增强的大小和位置的潜力。这种超材料纳米尖端的二维实现进行了全面的数值模拟，并确认预期的，物理上不同的操作制度。
2008-12-27 physics.optics
Asymptotic theory of microstructured surfaces: An asymptotic theory for waves guided by diffraction gratings or along microstructured surfaces
一个有效的表面方程，封装的微观结构的细节，开发微结构表面建模。推导出的方程准确地再现了表面波现象的一个关键特征，由周期性几何形状产生，通常称为瑞利-布洛赫波，但也有其他名称，如光子学中的欺骗表面等离子体激元。几个说明性的例子被认为是和它示出的理论延伸到类似的波沿光栅传播。线源激励被认为是一个隐式的长尺度波长被确定和比较完整的数值模拟。我们还调查了非周期性的情况下，在结构中的一个长尺度的几何变化，并显示局部缺陷状态出现的渐近理论解释。
2013-07-21 physics.optics
Surface modes in plasmonic Bragg fibers with negative average permittivity
我们研究了由纳米结构的同轴圆柱形金属-介质多层膜组成的等离子体布拉格光纤中的表面模式。我们表明，表面模式的存在是由等离子体布拉格光纤，$\bar{% \varepsilon}$的空间平均介电常数的符号。具体地，局部表面模式发生在具有$\bar{\varepsilon}<0$的圆柱形芯和最外面的均匀电介质之间的界面处，这类似于在具有相反符号的平均介电常数的两个不同的一维平面金属-电介质晶格之间的界面处的拓扑保护的等离子体表面模式。此外，随着介质-金属环数目的增加，具有不同方位角模数的表面模的传播常数逐渐接近相应平面金属/介质界面处形成的表面等离子体激元的传播常数.等离子体布拉格光纤的这种表面模式的鲁棒性也被证明。
2018-01-20 physics.optics
