Model for quantum efficiency of guided mode plasmonic enhanced silicon Schottky detectors
基于内部光电发射过程的等离子体增强肖特基探测器正在成为探测具有亚带隙能量的光子的有吸引力的选择。然而，与基于半导体中的带间跃迁的更常规的探测器相比，这些探测器的量子效率似乎较低。在此基础上，以硅等离子体激元器件为平台，建立了一个预测导模内光电探测器量子效率的理论模型。该模型得到了数值模拟和与实验结果比较的支持。最后，我们讨论了进一步提高量子效率的方法。
2014-01-12 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
Plasmon Enhanced Faraday Rotation in Thin Films
本文分析了具有纳米结构表面轮廓的磁活性金属薄膜在电磁波作用下的法拉第旋转。定期以及随机的表面轮廓被认为是。研究了等离子体激元对法拉第角的贡献。对于周期光栅，我们证明了当表面等离子体波数与逆晶格的波数之一时，旋转角达到最大。法拉第角在等离子体激元带边的增强的预测。在随机表面轮廓的情况下，它表明，表面磁等离子体的扩散给出了一个主导的贡献法拉第旋转。与实验进行了比较。
2014-02-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Low-dimensional gap plasmons for enhanced light-graphene interactions
针对石墨烯原子层厚与光学模式尺寸失配导致光-石墨烯重叠不足的问题，提出低维石墨烯间隙等离激元波，实现更强场集中及高效线性调制。
2016-12-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Molecular cavity optomechanics: a theory of plasmon-enhanced Raman scattering
等离子体激元增强拉曼散射的传统解释将这种增强归因于天线效应，将电磁场聚焦到亚波长体积中。在这里，我们介绍了一个新的模型，另外占的等离子体分子相互作用的动力学和相干性，从而揭示了一个增强机制没有考虑之前：动态反作用放大分子振动。我们首先将问题映射到腔光力学的正则模型上，其中分子振动和等离子体激元是\textit{parametrically coupled}。从分子的拉曼活性和等离子体激元场分布计算了光机耦合率，并由此导出了拉曼截面。当等离激元衰减速率与振动频率相当或小于振动频率并且激发激光器从等离激元蓝失谐到振动边带上时，所产生的延迟反馈力可以导致分子振动的有效参数放大。光学力学理论提供了一个定量的框架，计算增强的横截面，恢复已知的结果，并使新的系统，利用动态反作用，以实现额外的，模式选择性增强的设计。它产生了一个新的理解等离子体增强拉曼散射，并开辟了一条道路，分子量子光学力学。
2015-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph
Quantum-Coherence-Enhanced Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission of Radiation
我们研究了耦合到外部驱动的三能级增益介质中的银纳米颗粒的表面等离子体激元放大，并表明量子相干性显著增强了表面等离子体激元的产生。通过辐射的受激发射的表面等离子体激元放大是在不存在spasing跃迁上的粒子数反转的情况下实现的，这降低了泵浦要求。相干驱动使我们能够控制动力学，并有望实现纳米等离子体激元器件的量子控制。
2013-05-24 physics.atom-ph physics.optics quant-ph
Deterministic coupling of a quantum emitter to surface plasmon polaritons, Purcell enhanced generation of indistinguishable single photons and quantum information processing
集成光子电路是全光、片上量子信息处理和量子计算机的重要组成部分。纳米等离子体电路中的确定性集成单光子源导致了在衍射极限之外操作的密集封装的可扩展量子逻辑电路。在这里，我们报告的耦合效率的单光子源的等离子体波导，特征传输光谱，传播长度，衰减长度，和等离子体的珀塞尔因子。我们模拟了金属-介质-金属波导中不同宽度介质的透射谱，以找到合适的波长。发现Al $_{2}$ O $_{3}$的最大传输长度为3.98 m，介电宽度为140 nm，耦合效率大于82%.发现等离子体Purcell因子与介电宽度（w）成反比，当w等于1 nm时，其高达31974。我们还计算了光子的量子特性，如不可逆性，发现如果单光子源是确定性耦合的，它可以通过等离子体纳米腔增强。进一步，我们提出了一个可扩展的金属-介质-金属波导基于量子逻辑电路使用的等离子体电路和马赫-曾德尔干涉仪。
2021-08-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Purcell factor for plasmon-enhanced metal photoluminescence
本文提出解析模型描述低于衍射极限金属纳米结构中MPL增强机制，推导出任意形状结构的MPL Purcell因子普适表达式，并揭示直接复合与天线介导过程干涉导致MPL光谱带蓝移。
2023-07-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Plasmonic Dimers Enhanced Polarized Single Photon Coupled to Optical Nanowire
我们提出了一个系统，用于引导等离子体增强的偏振单光子进入光学纳米线（ONW）导模。结果表明，金纳米棒二聚体（GNRD）的存在可以显著增强量子发射体（QE）的自发发射特性，从而产生高偏振、高亮度的单光子发射.我们已经计算出，一个高的Purcell因子为279，耦合效率为11%，和单光子的偏振度（DOP）估计高达99.57%，在引导模式的ONW适当地放置一个QE的GNRD系统的优化位置。这种混合量子系统可以与光纤网络相连接，为可能的量子信息处理和量子密码学应用打开了大门。
2022-12-17 physics.optics quant-ph
Enhanced light emission from plasmonic nanostructures by molecules
基于量子化光学腔的概念，对等离子体纳米结构与分子的相互作用进行了表面增强拉曼散射过程建模。我们发现等离子体纳米结构的背景辐射并不像通常推测的那样是恒定的，它伴随着分子的拉曼散射而增强。等离子体纳米结构不仅弹性散射来自分子激发态的能量耦合，而且作为表面等离子体发射部分地导致增强的背景而非弹性地辐射它。根据单个纳米粒子的实验，该模型揭示了背景波动主要是由于分子的诱导场，这增加了过去经常被忽视的纳米结构所感受到的局部场。这些发现建议将等离子体纳米结构和分子作为混合实体来分析和优化表面增强光谱。
2017-03-21 physics.optics
Plasmonic-enhanced bright single spin defects in silicon carbide membranes
该研究利用金膜共面波导产生的表面等离子体，将4H-SiC中单双空位缺陷的亮度和自旋控制强度分别提升7倍与14倍，并通过距离调控、三能级模型和寿命测量揭示耦合机制。
2023-05-05 physics.optics quant-ph
Surface enhanced resonance Raman and luminescence on plasmon active nanostructured cavities
本文研究了激发角对固定在等离子体活性纳米腔阵列载体上的染料的表面增强拉曼和发光光谱的影响。结果表明，拉曼和发光强度依赖于入射角与腔支持的等离子体激元模式的存在一致。散射或发射强度与激发角的依赖性发生在观察窗口内。
2010-10-28 physics.optics
Surface Enhanced Infrared Absorption mechanism and modification of the plasmonic response
本研究采用离散偶极近似数值探究SEIRA系统类法诺响应的起源，发现吸收截面变化源于等离激元共振改变而非直接分子响应，揭示灵敏度与分子对等离激元共振的影响相关。
2023-11-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Design and Analysis of Surface Plasmon Enhanced Electric Field in Al, Ag and Au Nanoparticle Dimers for UV-Visible Plasmonics
现在已经确定，由于等离子体纳米系统中局部表面等离子体共振的激发，来自外部照射源的电场在其附近被极大地放大。在等离子体纳米系统附近的表面等离子体介导的电场放大对于以下应用是至关重要的：太阳能电池的光吸收增强，使用表面增强拉曼光谱的分子检测，使用等离子体增强FRET的生物大分子如蛋白质、脂质和核酸的邻近测量，使用光热效应的癌症治疗，仅举几个应用。目前的工作制定Bergman-Milton多极光谱展开方法调查的表面等离子体介导的电场放大的二聚体排列的Al，Ag和Au纳米粒子。与孤立的球形纳米颗粒相比，它们的聚集体提供更大的场增强、更宽的光谱调谐和多个共振特征。鉴于二聚体结构优越的等离子体特性，对电场增强进行了系统的研究，并评估了它们在紫外-可见应用中的适用性。的作用，颗粒大小，嵌入介质和粒子间的分离场放大和波长调谐量化。此外，等离子体纳米粒子二聚体的紫外可见光谱窗口的设计。
2017-10-01 physics.optics
Enhanced transmission of light through a gold film due to excitation of standing surface plasmon Bloch waves
我们已经观察到增强的光通过金膜的传输，由于在表面法布里-珀罗谐振腔中的表面等离子体布洛赫波的激发。我们的实验结果强烈反驳最近提出的模型，通过激发复合衍射倏逝波的光传输。
2006-05-02 physics.optics
Plasmon-enhanced quadrupole transitions of Rydberg excitons in Cu2O
本文研究了利用等离激元纳米结构放大Cu2O中Rydberg激子弱四极跃迁的机制，提出激子-等离激元相互作用理论及场平均近似，并评估了多种铜银金基纳米结构的增强潜力。
2025-07-16 physics.optics
Bright and polarized fiber in-line single photon source based on plasmon-enhanced emission into nanofiber guided modes
我们展示了一个明亮的偏振光纤同轴单光子源的基础上，等离子体增强发射的胶体单量子点到一个光学晶体。我们发现，单量子点的发射特性可以强烈增强在单个金纳米棒的存在下，导致一个明亮的和强偏振的单光子发射。单光子有效地耦合到光纤的导模，并最终耦合到单模光纤。单光子源的亮度（光纤耦合光子计数率）估计为12.2（0.6）MHz，具有高单光子纯度（g2（0）= 0.20（0.04））和高达94- 97%的偏振度。该装置可以集成到光纤网络中，为量子网络中的潜在应用铺平了道路。
2022-06-27 physics.optics quant-ph
Mode-matching in multiresonant plasmonic nanoantennas for enhanced second harmonic generation
在极其有限的体积中提升非线性频率转换仍然是纳米光学、纳米医学、生物传感和无背景生物传感中的关键挑战。为了这个目的，等离子体纳米结构中的场增强通常被利用来有效地补偿在纳米级处的相位匹配的缺乏。然而，二次谐波产生（SHG）被原子尺度下等离子体材料和纳米天线设计中的高度对称性强烈猝灭。在这里，我们设计了一个等离子体纳米天线缺乏轴对称性，表现出空间和频率模式重叠的激发和SHG波长。这些功能在单个器件中的有效组合允许获得前所未有的SHG转换效率。我们的研究结果揭示了在纳米尺度上优化SHG的新方法，为基于非线性等离子体平台的新型纳米级相干光源和分子传感器件铺平了道路。
2014-12-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Simultaneous control of harmonic yield and energy cutoff of high-harmonic generation using seeded plasmonic-enhanced fields
我们研究了种子等离子体增强场驱动的高次谐波产生。一方面，等离子体激元增强场具有很大的潜力，可以扩展HHG截止，这是产生阿秒脉冲的仪器先决条件。另一方面，XUV种子的使用似乎具有相当大的潜力来提高HHG转换效率，当采用独特的基本激光脉冲时，HHG转换效率通常是适度的。通过混合这两个源，我们表明，它是可能的，同时，提高高次谐波截止，并增加谐波光子通量。这些特征的组合潜在地使得能够产生强的和光谱宽的阿秒脉冲串。
2018-10-15 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Strongly enhanced light-matter interaction in a hybrid photonic-plasmonic resonator
提出了一种由金属纳米粒子（MNP）和回音壁模式（WGM）微腔组成的光子-等离子体激元混合共振结构。结果表明，混合模式使光与物质之间产生了强相互作用，单原子的协同效应比裸WGM微腔中的协同效应提高了两个数量级以上.这种显著的改进源于两个方面：（1）MNP在发射极附近提供了高度增强的局部场，以及（2）令人惊讶的是，WGM的高- \textit{Q}性质可以在MNP的存在下保持。因此，本系统具有比单个微腔或单个MNP更大的优势，在量子光学、非线性光学和高灵敏度生物传感方面具有巨大的潜力。
2012-06-12 physics.optics quant-ph
Enhanced Super-Radiance in Epsilon-Near-Zero Plasmonic Channels
我们描述了通过将它们嵌入在ε近零（ENZ）环境中，由在截止处操作的等离子体波导组成，来大幅提高两能级量子发射体的集合的自发发射的可能性。这种现象依赖于Purcell增强和Dicke超辐射效应的组合，利用ENZ通道中大而均匀的局域态密度，这被证明可以显着扩展这些量子效应的空间范围。我们展望了在光学传感、分子检测和低阈值激光方面令人兴奋的应用。
2013-03-14 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Steps towards the experimental realization of surface plasmon polariton enhanced spontaneous parametric down-conversion
实现高效、小型化的纠缠光子源仍然是一个挑战。在这项工作中，我们的实验研究的可能性，以增强自发参量下转换过程中的表面等离子体激元。实验装置的细节将与增强因子的理论计算一起讨论。
2018-04-06 physics.optics
Enhanced and controllable reflected group delay based on Tamm surface plasmons with Dirac semimetals
该研究理论探究了狄拉克半金属-间隔层-一维光子晶体多层结构的反射群延迟，发现Tamm等离子体激发可实现群延迟负向增强及正负切换，且能通过费米能、弛豫时间调控，为中红外光学延迟器件等应用提供了新方案。
2022-03-11 physics.optics quant-ph
Electromagnetic enhancement of one-dimensional plasmonic hotspots along silver nanowire dimer examined by ultrafast surface enhanced fluorescence
本研究利用超快表面增强荧光技术直接推导银纳米线二聚体中一维热点的电磁增强光谱，结合数值计算与相位分析，揭示了偶极-四极耦合亚辐射等离激元是直径大于80nm二聚体产生电磁增强的主导机制。
2023-10-06 physics.optics quant-ph
Plasmon-enhanced polarized single photon source directly coupled to an optical fiber
一个明亮的光纤耦合偏振单光子源是基于当今现有光纤基础设施的任何现实量子网络的重要组成部分。在这里，我们开发了一个Purcell增强的，在室温下的单光子的偏振源，通过耦合单个胶体量子点的局部表面等离子体极化激元模式的单个金纳米棒，结合在表面上的光学晶体。在光纤模式下，对应于86 $\%$的偏振度，测量到光子发射的最大增强为62倍，亮度增强为4倍。光子与波导模的倏逝耦合确保了与单模光纤的自动耦合。我们的技术开辟了一条道路，实现明亮的偏振单光子源连接到光纤网络使用一个简单的复合技术。
2022-03-03 physics.optics quant-ph
Enhanced Raman scattering mediated by large wave-vector surface plasmon polaritons
研究了由波矢远大于光的表面等离子体激元介导的表面增强拉曼散射。这些极化激元的激发和有效的拉曼散射，由于低群速度和电场本地化的表面的情况下，两个附近的表面进行了讨论。拉曼散射不仅取决于分子所看到的电场的强度，而且还取决于表面等离子体激元态密度。
2012-02-20 physics.chem-ph physics.optics
Enhanced emission and light control with tapered plasmonic nanoantennas
我们介绍了一种设计的八木宇田等离子体纳米天线，用于提高天线增益和实现控制的角度发射的光。我们证明，锥形的天线元件允许减少天线元件之间的间距十倍，也提高了其发射方向性。我们找到了最佳的锥角，提供了最大的方向性增强和最小的端射波束宽度。
2011-04-26 physics.optics
Suppressed Quenching and Strong Coupling of Purcell-Enhanced Single-Molecule Emission in Plasmonic Nanocavities
在金属纳米结构附近的发射体通过其通过非辐射通道的衰变而淬灭，从而导致对于放置在等离子体纳米结构的$<$ 10 nm内的发射体的不活动区的信念。在这里，我们表明，在紧密耦合的等离子体共振器形成纳米腔“淬火淬火”由于等离子体混合。与孤立的纳米粒子不同，等离子体纳米腔显示出模式杂交，其通过辐射通道大大增强了发射体激发和衰变。这为实现与等离子体激元的单分子强耦合创造了理想的条件，这在动态拉比振荡中是显而易见的，并且通过DNA折纸的横向依赖发射器放置进行了实验证实。
2017-02-22 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
Spectral correlation between surface-enhanced resonant Raman and far field scattering destructed by dipole quadrupole coupled plasmon resonance
本研究利用银纳米颗粒二聚体发现SERRS与等离激元共振的光谱关系存在两类，并揭示偶极-偶极和偶极-四极耦合共振分别决定电磁增强，对开发等离激元纳米结构具重要意义。
2023-01-04 physics.optics
Plasmonic nano-resonator enhanced one-photon luminescence from single gold nanorods
在实验中测量了单个金纳米棒的强斯托克斯和反斯托克斯单光子发光。结果表明，斯托克斯和反斯托克斯辐射的强度和偏振态具有很强的相关性。我们的实验观察发现了单根金纳米棒发光的相干过程。我们提出了一个理论模式，腔共振的概念的基础上，一致理解斯托克斯和反斯托克斯光致发光。我们的理论与我们所有的测量结果完全一致。
2015-10-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Unified evaluation of surface-enhanced resonance Raman scattering and fluorescence under strong coupling regime
我们证明了分子的多激子和高阶等离子体激元的增强和猝灭的共振拉曼和荧光的单个染料分子位于等离子体激元热点下的强耦合制度的重要性。多激子诱导等离子体共振的复杂光谱变化和高阶等离子体共振拉曼和荧光产生剧烈猝灭。由等离子体激元和多激子组成的耦合振子模型再现了复杂的光谱变化。考虑到超快表面增强荧光，来自高阶等离子体激元的Purcell因子再现了剧烈的猝灭。
2018-03-03 physics.optics
Enhanced surface plasmon polariton propagation induced by active dielectrics
利用COMSOL多物理场软件对介质-金属-介质波导中表面等离子体激元的传播进行了数值模拟。我们表明，使用的有源电介质与增益，补偿金属吸收损失，大大提高了等离子体传播。此外，对于特定增益值，活性物质的引入在传播常数的虚部中引起根，导致表面等离子体的无限传播。在这项工作中分析的计算方法可以用来定义和调整表面等离子体极化激元放大和传播的最佳条件。
2014-08-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Controlled plasmon-enhanced fluorescence by spherical microcavity
周围的电磁环境可以通过珀塞尔效应设计来自量子发射器的自发发射。例如，等离子体天线可以有效地限制电磁场并增强荧光过程。在这项研究中，我们证明了光子微腔可以调制等离子体增强荧光工程的局部电磁环境。因此，我们构建了一个等离子体增强发射器（PE发射器），其中包括一个纳米棒和纳米金刚石，使用纳米操纵技术。此外，我们控制一个聚苯乙烯球接近PE-发射体，并在原位研究相关的荧光光谱和寿命。与自由光谱范围内的发射相比，PE发射体的发射可以在光子模式下共振增强。由光子模式调制的光谱形状与PS球和PE发射器之间的间隔无关。在PS球耦合到PE发射器之后，荧光衰减速率的带积分可以被增强或抑制，这取决于等离子体天线和光子腔之间的耦合强度。这些发现可用于传感和成像应用。
2021-06-22 physics.optics
Light controlled THz plasmonic time varying media: momentum gaps, entangled plasmon pairs, and pulse induced time reversal
本研究建立弗洛凯工程框架，利用时变振幅的相干高频光在二维狄拉克系统中参量调控太赫兹等离子体，实现波包镜像、动量间隙等效应，无需太赫兹光即可操控低频等离子体。
2024-07-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Theory of plasmon-enhanced high-harmonic generation in the vicinity of metal nanostructures in noble gases
我们提出了一个在金属纳米结构附近等离子体增强高次谐波产生（HHG）的半经典模型。我们发现，增强的局部场的不均匀性和金属表面的电子吸收在HHG过程中发挥了重要作用，并导致产生偶次谐波和显着增加的截止。对于银涂层的纳米锥和蝴蝶结天线的例子，我们预测，所需的强度减少了三个数量级和HHG截止增加了两个以上的因素。增强的高次谐波产生的研究与由于等离子体激元模式的激发而引起的电场增强的有限元模拟相关联。
2010-09-21 physics.optics
Fluorescence Excitation by Enhanced Plasmon Upconversion under Continuous Wave Illumination
我们证明了有效的无背景连续波非线性光学激发的分子，夹在不对称构造的等离子体金纳米粒子簇之间。我们观察到，近红外光子转换为可见光光子通过有效的等离子体激元二次谐波产生。我们的理论模型和模拟表明，法诺共振可能是负责能够观察到使用连续波光源的非线性转换。我们表明，通过耦合量子力学振荡器，如分子等的等离子体纳米结构的非线性增强可以是几个订单相比，他们的经典同行。
2016-06-12 physics.optics
Tip-and plasmon-enhanced infrared nanoscopy for ultrasensitive molecular characterizations
我们提出了一种新的方法，用于超灵敏的红外（IR）振动光谱的分子与纳米足迹相结合的尖端增强的散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）和等离子体增强的呼吸模式（BM）等离子体共振的石墨烯纳米盘（GNDs）。为了证明这一点，我们开发了一种定量模型，能够准确计算纳米级样品的s-SNOM信号。通过我们的建模，我们表明，s-SNOM尖端可以有效地激发栅极可调谐BM等离子体共振在GNDs与强场增强和灵敏的依赖于GND的大小。此外，我们证明了尖端激发的等离子体BM的强电场可以强烈增强分子的红外振动模式。因此，通过s-SNOM可以容易地观察到尺寸低至1- 2nm的单个分子颗粒的IR振动特征。我们的研究揭示了未来的超灵敏红外生物传感，同时利用尖端和等离子体增强。
2023-01-26 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quantum Optics Model of Surface Enhanced Raman Spectroscopy for Arbitrarily Shaped Plasmonic Resonators
我们提出了一个自洽的量子光学方法来计算耦合到任意形状的等离子体系统的分子的表面增强拉曼光谱。我们的治疗是直观的使用，并提供了新的分析洞察到金属表面附近的拉曼散射的物理，并可以应用于广泛的几何形状，包括谐振器，波导，以及混合光子等离子体系统。我们的一般理论表明，检测到的拉曼光谱起源于非线性光的产生和传播之间的相互作用。反直观地，在非线性产生阶段，我们表明，在分子位置的斯托克斯（反斯托克斯）信号取决于等离子体增强，通过局部光子态密度（LDOS），在反斯托克斯（斯托克斯）频率。然而，当从振动分子传播到远场时，斯托克斯（反斯托克斯）发射在斯托克斯（反斯托克斯）频率处经历等离子体增强，如预期的那样。我们确定了低泵浦功率下等离子体表面附近拉曼信号增强的众所周知的E^4电场规则的限制，以及高泵浦功率下不同的E^8规则，并澄清了LDOS的作用。我们的理论使用广义量子主方程，其中等离子体系统被视为通过介质的光子格林函数描述的环境浴。因此，任何电动力学相关的物理，如淬火和传播，自洽地包括在模型中。所提出的形式主义也能够以简单的分析方式在空间上描述完整的拉曼响应，即使采用量子图像，这通常也不可能使用更简单的耦合模理论。
2017-02-21 physics.optics quant-ph
Controlling electron localization of H$_2^+$ by intense plasmon-enhanced laser fields
本文对H $_2^+$分子离子在等离子体增强激光场中的波包动力学进行了理论研究。例如，当金属纳米结构被适度强度的激光脉冲照射时，可以产生这样的场。它们的主要特性是它们在纳米尺度上的空间变化。我们表明，这些等离子体激元场的空间不均匀的字符导致增强的电子本地化，控制分子碎片的仪器现象。我们认为金属纳米结构附近的表面等离子体共振引起的电荷不平衡是电子局域化增加的根源。
2015-11-19 physics.atom-ph physics.optics
Unravelling the role of waveguide-plasmon strong coupling, avoided crossing and natural weak value amplification on the enhanced Faraday effect in hybrid magneto-plasmonic systems
磁等离子体激元混合系统中磁光效应的增强由于其构建非互易纳米光子器件的潜力而引起了最近的广泛关注。定量地了解增强的基本来源和贡献机制对于优化应用至关重要。在这里，我们解开的法拉第旋转和椭圆率的巨大增强的混合磁等离激元系统，即，波导磁等离激元晶体与横向电（TE）和横向磁（TM）偏振光激发的明显不同的物理起源。在TE偏振激发下，表面等离子体激元不被直接激发，由于Fano共振的谱域干涉而出现的法拉第效应的自然弱值放大是增强的主要原因。对于TM偏振激发，另一方面，波导-等离子体激元强耦合及其避免交叉的普遍表现起着有趣的作用，导致在避免交叉制度中的磁光效应的最大增强。
2022-12-21 physics.optics
Broadband Four-Wave Mixing Enhanced by Plasmonic Surface Lattice Resonance and Localized Surface Plasmon Resonance in an Azimuthally Chirped Grating
非线性光-物质相互作用的等离子体增强可以经由共振等离子体模式的专用优化来实现，所述共振等离子体模式在光谱上匹配于特定非线性光学过程中涉及的不同波长。在这项工作中，我们研究了宽带四波混频（FWM）的产生和增强等离子体方位啁啾光栅（ACG）。ACG中的方位角变化的光栅周期性提供了良好定义的通道以在宽范围的波长上调解近场和远场。然而，在这样的平台中负责场增强的特定机制取决于由凹槽几何形状和光栅的周期性表现的效果之间的相互作用。这项工作描绘了集体贡献的凹槽几何形状相关的局域表面等离子体共振（LSPR）和结晶度相关的等离子体表面晶格共振（PSLR）在很宽的波长范围内，实现宽带FWM的增强ACG。
2022-11-12 physics.optics
How nonlocal damping reduces plasmon-enhanced fluorescence in ultranarrow gaps
理论上探讨了等离子体辅助荧光增强的非经典修饰，通过在典型等离子体结构中遇到的窄间隙处放置两级偶极发射体，即不同金属纳米颗粒的二聚体和三聚体。通过详细的模拟，与适当的分析建模相比，它表明，在经典电动力学，并减少分离探索这里，荧光增强因子的顺序$10^{5}$可以实现，与发散行为的颗粒接触制度接近。这一显著的预测主要是由激发率的急剧增加所引发的相应的领域内的差距增强。然而，一旦非经典修正包括在内，放大因子减少了两个数量级，并达到了较窄的间隙的饱和状态。这些非经典的限制证明了基于广义的非局部光学响应理论，该帐户在一个有效的方式不仅为非局部屏蔽，但也为增强朗道阻尼附近的金属表面的模拟。一个简单的策略，引入非局部修正的解析解也提出了。因此，它示出的金属的非局部光学响应施加更现实的，有限的上限与超小等离子体激元腔可行的增强，从而提供了更接近最先进的实验状态的理论描述。
2017-07-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Hybrid plasmonic modes for enhanced refractive index sensing
本文综述了耦合金属纳米结构中各类混合等离激元模式的物理机制，评估了其在折射率传感中的应用潜力，并展望了该领域未来发展方向，为高灵敏度等离激元传感器件研发提供参考。
2023-04-19 physics.optics
Plasmon-enhanced Brillouin Light Scattering spectroscopy for magnetic systems. I. Theoretical Model
本文提出了等离子激元增强布里渊光散射光谱学的广义理论模型，分析了三种等离子激元纳米结构并利用电动力学格林函数方法计算有效磁化率，为优化纳米颗粒形貌以增强BLS信号提供了理论基础。
2024-04-22 cond-mat.other 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
Enhanced surface plasmon resonance absorption in metal-dielectric-metal layered microspheres
对介观金属-电介质-金属微球的表面等离子体共振色散关系进行了理论研究。通过分析麦克斯韦方程组的解决方案，我们得到了一个简单的几何条件，该系统具有一个带的表面等离子体模式的谐振频率弱依赖于多极数。使用修改的米氏计算，我们发现，大量的模式属于这个平坦的色散带可以同时激发的平面波，从而提高了吸收截面。我们表明，增强的吸收峰的球体是几何可调的在整个可见光范围内。
2006-01-19 physics.optics
Plasmon enhanced second harmonic generation by periodic arrays of triangular nanoholes coupled to quantum emitters
在线性和非线性制度与实验可实现的参数的三角形形状的纳米孔的周期性阵列的光学性质进行了研究。利用全矢量三维方法的基础上的非线性流体动力学Drude模型描述金属耦合到麦克斯韦方程和布洛赫方程的分子发射器，我们分析线性传输，反射和非线性功率谱。严格的数值计算证明二次和三次谐波产生的三角形孔阵列进行。结果表明，传导电子的库仑相互作用和对流项对金属的非线性响应有同等的贡献。结果表明，在局域表面等离子体共振泵浦下，系统的二次谐波能量转换效率最高。当分子发射器放置在孔阵列的表面上时，二次谐波信号的线形呈现出三个峰，对应于局域表面等离子体激元模式的二次谐波和上下极化激元态。
2020-02-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Enhanced Plasmonic Photocatalysis through Cooperative Plasmonic--Photonic Hybridization
等离子体纳米粒子（NP）在催化光驱动的化学反应方面具有巨大的潜力。现在可以收获来自等离子体激元阻尼的常规假定的有害吸收损失，以通过激发和转移高能“热”载流子来驱动NP吸附剂的化学转化。等离子体激元散射的速率和选择性取决于入射光的特性。通过设计NP的光捕获的强度和波长，可以实现更有效和预测性的光催化剂。我们报告了一个等离子体-光子共振杂交策略，以大大提高热电子产生在可调，窄带波长。通过将银NP的等离子体激元共振耦合到光子晶体（PC）板中的导模共振，热电子驱动的还原转化的反应速率大大加速。该机制与具有针对目标化学优化的多种材料和形状的NP广泛兼容。这种新型的增强平台为合理设计高性能等离子体光催化剂提供了思路。
2019-11-21 physics.app-ph physics.optics
Enhanced enantiomer discrimination with chiral surface plasmons
University of Minnesota（明尼苏达大学）；The University of Texas at Austin（德克萨斯大学奥斯汀分校）；Stanford University（斯坦福大学）；Vanderbilt University（范德堡大学）
本文提出利用手性表面等离子体更高效地鉴别对映体，通过量子电动力学方法结合电和磁偶极子矩，展示手性表面平台在手性鉴别上的显著提升，且通过保持手性反射器进一步放大效果。
2026-04-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Self-Organized Nanogratings for Large-Area Surface Plasmon Polariton Excitation and Surface-Enhanced Raman Spectroscopy Sensing
表面等离子体激元（SPP）由于其有趣的性质而被开发用于光子电路的制造和小型化，用于表面增强光谱学和超越衍射极限的成像。然而，这些等离子体激元模式的直接照明的激发是禁止的能量/动量守恒规则。克服这种限制的一种策略依赖于衍射光栅，以使入射光子的波矢量与传播SPP激发的波矢量相匹配。文献中迄今报道的方法的主要限制是它们依赖于通过要求苛刻的纳米光刻工艺制造的高度有序的衍射光栅。在这项工作中，我们证明了一种创新的，完全自组织的方法的基础上，溅射辅助离子束溅射可以利用制造大面积（平方厘米规模）的纳米波纹钠钙模板，保形支持金薄膜沉积的物理沉积。自组织图案作为准一维光栅，其特征在于具有非常高的空间阶数，与横向光子相干长度适当匹配。因此，光栅能够激发限制在Au/电介质界面处的混合SPP模式，其谐振波长可以通过修改光栅周期、光子入射角或潜在地通过选择薄膜导电材料来调谐。表面增强拉曼散射实验显示出在10^3范围内的有希望的增益，这是有竞争力的，即使在样品制造参数的系统优化之前，使用最先进的光刻系统，证明了这种模板用于广泛的光电应用的潜力，旨在用于分子或生物传感的等离子体增强光子捕获。
2020-07-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tunable plasmon-enhanced second-order optical nonlinearity in transition metal dichalcogenide nanotriangles
发展具有高非线性极化率的纳米材料是非线性纳米光子学的关键。我们发现，过渡金属-二硫属化物（TMD）纳米三角形有一个大的有效的二阶极化率[ $χ^{(2)}$ ]在中红外到近红外频率，由于其破缺的中心对称性。$χ^{(2)}$在考虑耗散和屏蔽的密度矩阵形式中计算。$χ^{(2)}$在双光子共振（由几何结构指定）和等离子体共振（通过载流子密度可调谐）附近具有峰值。对齐的共振产生高达$10^{-6}$ m/V的$χ^{(2)}$的值。这些发现强调了非线性纳米光子学，特别是二次谐波产生的TMD纳米三角形的潜力。
2021-03-30 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Light Emission and Conductance Fluctuations in Electrically Driven and Plasmonically Enhanced Molecular Junctions
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Université de Bourgogne（勃艮第大学）；IBM Research Europe - Zurich（IBM苏黎世研究实验室）
研究电驱动和等离子体增强分子结中导电波动与隧道发光的关联，揭示原子尺度波动对光学电子响应的影响，展示室温下长时稳定性能。
2024-03-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum plasmon enhanced nonlinear wave mixing in graphene nanoflakes
采用距离近邻量子力学方法研究了石墨烯纳米片（GNF）中的非线性光混频，包括和频、差频以及四波混频。我们的分析表明，分子尺度的GNF支持量子等离子体激元在可见光谱区，并实现显着增强的非线性光波混频。具体地，GNF的二阶和三阶波混合极化率显著增强，前提是输入或输出频率中的一个（或多个）与量子等离子体共振一致。此外，通过将腔嵌入到六边形GNF中，我们表明可以打破结构反转对称性，并实现否则禁止的二阶波混频，这被发现也被量子等离子体共振增强。这项研究表明，分子大小的石墨烯可以用于纳米非线性光学器件和超灵敏分子传感器的量子机制。
2022-03-10 physics.optics
