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
Excitation Enhancement of a Quantum Dot Coupled to a Plasmonic Antenna
等离子体天线是控制量子发射体发光的关键元件。然而，天线的影响往往被抑制损耗所掩盖。在这里，量子点耦合到金二聚体天线的发光进行了研究。通过对多重激发态的详细分析，分别量化了天线对激发强度和发光量子产率的影响。
2012-11-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrashort self-induced transparency plasmon solitons
本文研究了金薄膜中表面等离子激元的带间自诱导透射。我们通过使用一个版本的广义非线性薛定谔方程耦合到Bloch方程的金的价电子的场包络的光传输模型，预测自诱导的超短等离子体孤子的脉冲宽度低于10 fs的透明度。我们证明了来自周围介质的克尔非线性可以用来补偿群速度色散，并且自诱导传输机制可以有效地减少失相和衰减过程的影响。
2013-03-13 nlin.PS physics.optics physics.plasm-ph
Determinant role of size-dependent electron relaxation processes in the nonlinear luminescence emission of resonantly excited gold nanorods
金纳米粒子（NP）的双光子发光（TPL）是热载流子激发的结果，NP的等离子体共振在等离子体增强吸收和等离子体增强发射中起着重要作用。然而，使得能够控制或优化NP非线性发光的确切参数仍然需要详细理解。在本文中，我们报告了单根金纳米棒的双光子激发光致发光，其表现出相同的纵横比（接近4），因此具有相同的等离子体共振，但体积V增加（707 <V< 160 103 nm 3，即棒直径在6和40 nm之间变化）。结合偏振分辨TPL和同时获得的形貌，在单目标水平上研究了大量胶体纳米棒的双光子发光强度。证明了非单调TPL变化，具有中间尺寸（直径约10纳米）的纳米棒表现出最高的TPL信号强度。提出了一个模型，同时考虑在NP和尺寸依赖的电子热化过程的局部场增强效应。边界元法（BEM）模拟被用来计算在横向和纵向等离子体共振场。一个很好的拟合的实验数据得到考虑在整个NP体积的领域的整合。
2019-08-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Extreme high field plasmonics: electron acceleration and XUV harmonic generation from ultrashort surface plasmons
综述了超短强激光与光栅靶相互作用激发传播表面等离子体激元的实验研究。在超过目标上的$10^{19}~\mbox{W cm}^{-2}$的强度下，即在电子动力学的强相对论性区域中，多MeV电子被SP场加速为在近切线方向上准直的密集聚束。通过使用合适的闪耀光栅，聚束电荷可以增加到高达$\simeq $ 660皮库仑。当利用可控预脉冲在靶表面产生亚微米尺度的等离子体时，观察到强烈的XUV高次谐波（HH）被光栅衍射。当SP被激发时，HH在准平行于电子的方向上被强烈增强。模拟结果表明，HH是由散射激光场的电子在SP场中的纳米聚束增强的。除了静态和动态剪裁的目标密度分布，电子和HH发射的进一步控制可能会实现通过改变SP持续时间使用激光脉冲旋转波前。后一种技术可能能够产生几乎单循环的SP。
2019-03-15 physics.optics physics.plasm-ph
Impact of surface collisions on enhancement and quenching of the luminescence near the metal nanoparticles
金属纳米颗粒中表面等离子体激元（SPPs）的表面诱导阻尼率随颗粒尺寸的减小而增大。我们发现，这种速率也随着模式限制的程度增加，因此阻尼的高阶非辐射SPP模式在球形粒子中大大增强相对于阻尼的基本（偶极）SPP模式。由于高阶模是导致金属表面附近的发光猝灭的模，猝灭程度的增加导致可获得的发光增强量的显著降低
2015-10-01 physics.optics
All-optical control in metal nanocomposites due to a reversible transition between the local-field-enhancement and a local-field-depression upon irradiation by ultrashort control-pulses of light
基于金属纳米颗粒的本征三阶非线性响应，对金属纳米复合材料的非微扰有效非线性响应进行了理论研究。金属纳米颗粒具有很大的三阶非线性极化率，在超短脉冲光的照射下，具有足够高的峰值强度和中等的注量，可以在金属纳米颗粒中产生局域场抑制和饱和等离子体漂白。如果控制脉冲开启，则金属纳米复合材料可以表现得像电介质，这是由于局部场抑制，而如果控制脉冲关闭，则金属纳米复合材料可以表现得像金属，这是由于等离子体共振处的局部场增强。这种现象可以应用于金属纳米复合材料中的光的超快和遥控。
2014-04-29 physics.optics
Thermometric Calibration of the Ultrafast Relaxation Dynamics in Plasmonic Au Nanoparticles
超短激光脉冲对等离子体纳米粒子的激发启动了一个复杂的超快弛豫过程，该过程涉及系统的电子气、晶格和环境的逐渐重新平衡。研究这些过程的主要障碍之一是缺乏对系统子组件的动态温度演变的直接测量。我们测量了超短脉冲激发后的等离子体Au纳米粒子的集合的动态光学响应，并将其与相应的静态光学响应作为热力学浴温度升高的函数进行了比较。评估这两组数据，可以清楚地识别平衡或非平衡响应的光学指纹，使我们能够提取弛豫过程的动态测温校准尺度，得到等离子体粒子的实验超快温度演化作为时间的函数。
2021-04-02 physics.optics
Plasmon-driven Ultrafast and Highly Efficient Saturable Absorption for Ultrashort Pulse Generation Based on 2D V2C
针对通信波长下二维材料中等离子体驱动超快非线性利用的挑战，本文通过调控表面等离子体共振将少层V2C MXene用作可饱和吸收体，揭示其超快弛豫机制并实现高性能锁模脉冲输出，确立了等离子体MXene在定制超快光子器件中的范例。
2025-08-25 physics.app-ph physics.optics
Cavity Plasmon: Enhanced Luminescence Effect on InGaN Light Emitting Diodes
本文通过在InGaN/GaN LED的p-GaN层制备多边形纳米孔并沉积Au/Al形成金属微腔，提出形状敏感的Cavity Plasmon机制，实现光输出提升46%、增强因子达2.38。
2024-12-31 physics.app-ph physics.optics
A near field optical image of a gold surface: a luminescence study
本文讨论了最近的实验研究结果，在近场与金表面相互作用的金针尖的发光。我们的电化学蚀刻金提示显示了一个典型的，固有的发光，我们利用跟踪等离子体共振模型的洛伦兹振荡器。我们的实验装置是基于一个光谱仪光耦合到一个原子力显微镜在音叉模式。我们的测量提供了一个强大的光学耦合之间的尖端和表面的证据。我们证明，这种耦合强烈影响的发光（强度，波长和FHWM）作为一个功能的尖端位置在2D地图。这些参数的波动与金表面的等离子体性质直接相关，并且用于以非常高的空间分辨率（通常约20 nm）来限定光学近场增强（其随后在表面增强光谱学中起主要作用）。我们将这些发现与独立记录的近场散射弹性瑞利信号进行比较。
2016-01-04 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
On-chip transfer of ultrashort graphene plasmon wavepackets using terahertz electronics
本文提出通过欧姆接触注入电脉冲在片上电学产生、操控和读出太赫兹石墨烯等离激元波包，实现1.2 ps脉宽、极端三维空间束缚及约30%转换效率，为范德瓦尔斯异质结构中的片上等离激元信号处理提供新平台。
2025-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Femtosecond nonlinear ultrasonics in gold probed with ultrashort surface plasmons
由超快时间尺度上的晶格振动引起的基本相互作用对于现代纳米科学和技术变得越来越重要。在太赫兹频率范围内和整个布里渊区的声学声子的物理性质的实验访问是至关重要的理解电和热传输固体及其化合物。在这里，我们报告的产生和非线性传播的巨型（1%）声应变脉冲的混合金/钴双层结构探测超快表面等离子体干涉。这种新技术允许任意超快声学瞬态的明确表征。在晶体金层中传播距离为100 nm之后，巨大的声脉冲已经经历了实质性的非线性整形。与Korteveg-de Vries模型的良好一致性表明，未来在室温下金属中纳米尺度的定量非线性飞秒太赫兹超声。
2012-12-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Determination of Handedness in a Single Chiral Nanocrystal via Circularly Polarized Luminescence
生物同手性的发生归因于对称性破缺机制，这仍然是有争议的1。对称性破缺的研究需要监测单个手性纳米物体（如分子、聚合物或纳米晶体）的布居比的工具。此外，绘制它们的空间分布图可以阐明对称性破缺机制。最近，研究人员已经利用差分散射或圆二色性显微镜来识别单个等离子体纳米结构和无机纳米晶体上的手性。然而，这些测量容易出现光学系统伪影。虽然发光优选用于检测单粒子手性，但发色团的典型低光学活性限制了其适用性。在这里，我们报告手性测定单一手性镧系元素的纳米晶体，使用圆偏振发光，与总光子计数$2\times 10^4$。我们还利用相关显微镜的机器学习方法，以高精度确定和空间映射单个纳米晶体的手性。这一技术在研究手性材料的自发对称性破缺方面具有重要价值。
2018-08-16 physics.optics
Nonlinear acousto-magneto-plasmonics
本文综述了超短激光脉冲激发下金属-铁磁体混合多层结构中声、磁和等离子体瞬态相互作用的实验和理论研究进展。主要重点是了解材料中声学动力学的非线性方面以及非线性光学和磁光响应的特性。以Kretschmann几何中的金-钴-银三层结构为例，详细讨论了静态磁光二次谐波产生的非线性光学探测。此外，我们的实验表明，在黄金中传播的巨大的超短声脉冲的非线性整形可以量化的时间分辨等离子体干涉，以及这些超短光脉冲如何动态调制的光学非线性。混合多层膜光学性质的有效介质近似有助于理解新的光学检测技术。在讨论中，我们重点介绍了半导体量子点中的非线性磁弹性相互作用和应变诱导效应的最新研究成果。
2016-02-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Delocalization of nonlinear optical responses in plasmonic nanoantennas
利用近红外飞秒激光束局部照射微米长的金棒光学天线，观察到远距离双光子发光和二次谐波产生.我们表明，非线性辐射可以从整个天线和测量的远场角模式承担的信息的性质和起源的各自的非线性过程。我们证明了非线性响应的传输在激发频率的传播表面等离子体激元，从而使极化激元介导的剪裁和设计的非线性响应。
2015-03-25 physics.optics
Luminescence on the horseshoe nanolaser
我们考虑了以纳米尺寸马蹄铁形式排列在有源电介质表面的层中的一组有序开口环银谐振器。马蹄形谐振腔的尺寸远小于入射光的波长。等离子体纳米谐振器从活性介质中获取能量，可以作为纳米激光器工作。我们表明，纳米激光泵浦应被视为一个随机的外力，因为在活性介质中的光子吸收的非相干量子力学过程。浸没在活性介质中的等离子体激元纳米谐振器的操作是对随机力作用的响应。找到了发光线，并预测了当活性介质反转增加到阈值时发光线向激光光谱的演化。通过改变马蹄铁的尺寸和形状，可以方便地调节马蹄铁的共振行为。结果与全量子力学模拟进行了比较。
2013-01-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Tunable in situ Near-UV Pulses by Transient Plasmonic Resonance in Nanocomposites
我们提出了一个新的概念，产生超短脉冲的基础上瞬态等离子体共振纳米复合材料。光致电离和自由载流子等离子体在几飞秒尺度上改变纳米颗粒的磁化率。这导致当系统处于等离子体共振时在泵浦脉冲持续时间期间的窄时间窗，伴随着局部场的短突发。在此过程中，产生频率可调谐的几fs脉冲。我们阐明了上述机制的细节，并调查不同的贡献过程的影响。
2023-01-16 physics.optics
Gap plasmon polariton structure for very efficient micro to nano scale interfacing
微尺度光子学和纳米尺度等离子体之间的无缝过渡需要不同波导机制之间以及场横向尺寸的几个数量级之间的缓解，下降到波长的一小部分。通过利用微米和纳米尺度的间隙等离子体激元极化激元波，可以使用超短（几微米）非绝热锥形间隙等离子体激元波导实现非常高的功率传输效率（>60%）。同样的机制可以用来收集入射光波，并将它们引导到纳米孔或狭缝中，以表现出异常传输-而没有传统的周期性结构。等离子体激元和振荡模式的特殊相互作用进行了分析。
2006-05-23 physics.optics
Partial Quantum Coherence, Ultrashort Electron Pulse Statistics, and a Plasmon-Enhanced Nanotip Emitter Based on Metallized Optical Fibers
本论文包括两个相关的研究项目。第一个课题的最终目标是在超短自由电子脉冲中观察量子简并。这构成了一个彻底的理论分析的问题，涉及部分量子相干性和自旋极化的源在光的路径积分处理的现象的物质波衍射时间。随后，一个开拓性的实验结果，被取代的Hanbury布朗Twiss型的决定性测试的自由费米子反聚束与电子，报告。在这个实验中，利用双探测器符合探测技术研究了发射电子的统计分布。所利用的电子发射体是超快光电发射钨纳米尖端针源，其已知获得大的空间相干长度。的排放统计被发现是次泊松。第二个项目涉及一种新型的激光驱动的电子纳米尖发射器的金属化光纤锥的基础上，其中发现的发射机制是由表面等离子体共振激发的预测之前，这样的源的设计协助的介绍和充分的表征。结果表明，镀金光纤纳米尖端可以发射电子，使用低功率连续波激光器以及飞秒脉冲激光器调谐到或接近的表面等离子体共振激发波长的系统。最后一章需要一个自旋极化的电子光电发射器的建议的基础上的自旋霍尔效应，这样的光纤纳米尖端源被利用。
2021-01-25 physics.app-ph physics.atom-ph physics.optics
Ultrafast energy absorption and photoexcitation of bulk plasmon in crystalline silicon subjected to intense near-infrared ultrashort laser pulses
研究了12 fs近红外激光脉冲辐照下体硅的非线性响应和能量吸收。根据激光强度，我们区分两个制度的非线性吸收的激光能量：低强度，能量沉积和光电离涉及微扰三光子跃迁通过硅的直接带隙。对于接近和高于10 $^{14}$ W/cm $^2$的激光强度，对应于10 $^{22}$ cm $^{-3}$量级的光生载流子密度，我们发现由于体等离子体共振的激发，在近红外波长处的吸收大大增强。在这种情况下，能量转移到电子超过几倍的热熔化阈值的Si。的光激发固体的光学反射率被发现与现有的实验数据有很好的定性协议。特别是，该模型预测的光激发的Si的反射率曲线作为激光能量密度的函数的主要特征是由与泡利不相容原理和Drude自由载流子响应相关联的状态和带填充之间的竞争。的光激发固体的非线性响应也研究了硅与序列的两个强的和暂时的非重叠的脉冲的照射。两个脉冲的累积效应在沉积能量方面是非加性的。由于自由载流子的吸收，第二脉冲前沿的光电离和能量吸收大大增强。
2020-03-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Theory for absorption of ultrashort laser pulses by spheroidal metallic nanoparticles
本文提出了在表面等离子体激元激发区，金属微粒在不同脉宽的超短激光脉冲辐照下对电场和磁场能量的吸收理论。对于扁球形或长球形的颗粒，已经发现吸收的能量依赖于许多因素，包括颗粒半径、形状偏离球形的程度、脉冲持续时间、颗粒上磁场的取向、载波频率的大小，以及激光的载波频率相对于球形粒子中的表面等离子体激元激发的频率的偏移值。在自由电子通过的长度大于颗粒尺寸时，可感知的吸收增长。现象学和动力学的方法进行了比较。
2011-07-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Broadband frequency conversion of ultrashort pulses using high-$Q$ metasurface cavities
使用高品质因数（$Q$ -factor）腔可以显著地增强光的频率转换。不幸的是，可实现的转换效率和转换带宽从根本上受到腔的时间带宽限制的限制，从而限制了它们在超短脉冲的频率转换中的使用。在这里，我们提出和数值演示和频生成的频率转换使用超表面为基础的腔体配置，可以克服这一限制。所提出的实验配置利用支持集体表面晶格共振（SLR）的周期性超颖表面的空间色散响应，并可用于超短脉冲的宽带频率转换。我们研究了等离子体超颖表面，支持高$Q$ SLR（$Q$ =500，线宽为2 nm）中心附近1000 nm，并证明非线性信号的~1000倍增强。此外，我们展示了宽带频率转换与泵浦转换带宽达到75 nm，一个值，大大超过了所研究的腔的线宽。我们的工作开辟了新的途径，利用高$Q$超颖表面也为宽带频率转换的光。
2021-10-26 physics.optics
Metamaterial enhancement of metal-halide perovskite luminescence
金属卤化物钙钛矿作为用于发光应用的可溶液加工的光学材料迅速出现。在这里，我们采用等离子体超材料的方法来增强光致发光发射和提取的甲基碘化铅铵（MAPbI3）薄膜，基于珀塞尔效应。我们发现，杂交的活性金属卤化物膜与共振纳米级大小的狭缝雕刻成一个金膜可以产生超过一个数量级的发光强度增强，和发光寿命减少近三倍。这显示了共振纳米结构在可调光谱范围内控制金属卤化物钙钛矿发光特性的有效性，这是一种实现高效钙钛矿发光器件和单光子发射器的可行方法。
2020-05-22 physics.app-ph physics.optics
Selective excitation of bright and dark plasmonic resonances of single gold nanorods
等离子体暗模是纯近场共振，因为它们的偶极矩在远场消失。这些模式对于增强纳米尺度下的非线性光-物质相互作用特别有意义，因为辐射损耗被减轻，因此增加了共振的固有寿命。然而，通过标准远场方法的暗模式的激发通常是低效的，因为电磁近场分布的对称性与激发场具有差的重叠。在这里，我们展示了选择性的光激发亮和暗等离子体模式的单个金纳米棒的空间相位成形的激发光束。使用双光子发光测量，我们明确地确定的对称性和顺序的发射模式，并分析其角分布的傅立叶空间成像。
2015-09-23 physics.optics
Different regimes of ultrashort pulse propagation in disordered layered media with resonant loss and gain
含有损耗和增益成分的不同光学纳米结构作为各种纳米光子和等离子体应用的新型先进材料和构建块吸引了越来越多的关注。所谓的有源超材料的独特可调光学特征支持它们在微米和纳米尺度上用于传感，成像和信号处理。然而，这种可调谐性需要对超材料参数的灵活控制，这可以通过涉及一组非线性相互作用来提供。在本文中，我们提出了一种方法来管理超短脉冲通过改变一个随机的有源超材料中的人口差异无序的水平。这使得能够提供三种不同的相互作用机制：自诱导透明性（低无序），局域化机制（中度无序），以及对应于强烈不同的光脉冲速度的光放大（强无序）。由于这种控制可以通过相当简单的工具来实现，比如简单的泵浦调谐，因此所提出的无序介质为设计用于一整套高度要求的光学应用的特殊有源组件打开了一个机会的空间。
2019-07-12 physics.optics
Single and double ultrashort laser pulse scattering by spheroidal metallic nanoparticles
在动力学方法的框架下，发展了超短激光脉冲在金属纳米粒子表面等离子体共振区的散射理论。对于球形颗粒，光散射截面对颗粒的形状，载波频率，脉冲持续时间，和其他因素的依赖性进行了研究。此外，还考虑了金属小粒子与双超短脉冲的相互作用。在这种情况下，当脉冲之间的时间延迟改变时，由粒子散射的能量表现出振荡行为。当粒子尺寸接近于自由电子路径长度时，特别注意粒子表面的贡献，并指出了非球形粒子的动力学方法与Mie理论之间的差别。
2014-12-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Self-decoupled tetrapodal perylene molecules for luminescence studies of isolated emitters on Au(111)
设计、合成了自解耦的四脚结构的苝分子，并通过电喷雾电离技术将其沉积在Au（111）表面。光致发光和寿命测量表明，所设计的分子的发色团与金基底良好解耦。初步的扫描隧道显微镜诱导发光测量表明，观察到的分子特异性发射从孤立的单一四足的苝分子直接吸附在Au（111）。当针尖位于分子中心时，出现了明显的发射，这表明所设计分子的跃迁偶极沿针尖轴向有相当大的垂直分量。我们的研究结果可能为实现基于有机分子的纳米光源和等离子体器件开辟一条途径。
2019-10-31 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Avoided Crossing Patterns and Spectral Gaps of Surface Plasmon Modes in Gold Nano-Structures
研究了超短（7 fs）宽带激光脉冲通过周期性金纳米结构的传输。透射光强度在波长和角度上的分布示出了入射p-偏振光与两个反向传播的表面等离子体（SP）模式的有效耦合。作为模式相互作用的结果，避免交叉图案表现出能量和动量间隙，这取决于纳米结构的配置和波长。观察到SP共振的宽度的变化和避免交叉区域附近的模式相互作用的突变。这些特点是由两个耦合模式的模型和耦合的变化，由于从高频暗模式切换到低频亮模式，以增加激发光的波长解释。PACS编号：73.20.Mf、42.70.Qs、42.25.- p，
2010-04-01 physics.optics
Influence of surface plasmon polaritons on laser energy absorption and structuring of surfaces
飞秒或皮秒激光脉冲实验中激光能量吸收的精确计算对于描述周期性表面结构的形成是非常重要的。在粗糙的材料表面、裂纹或台阶边缘上，超短激光脉冲可以激发表面等离子体激元（SPP），即耦合到激光-电磁波的表面等离子体激元。这种等离子体波和入射脉冲的干涉导致沉积在样品表面上的激光能量的周期性调制。在目前的工作中，在一个双温度模型的框架内，我们提出了解析形式的源项，它考虑到SPP激发的电介质-金属界面的阶跃边缘时，照射的超短激光脉冲在垂直入射。以金为例，定量分析了激光脉冲参数对能量吸收的影响。这一结果可用于纳米光子的应用和电子和晶格温度的演变，因此，在受控条件下形成的预定属性的表面的理论研究。
2019-09-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Colossal photon bunching in quasiparticle-mediated nanodiamond cathodoluminescence
对二阶光子关联函数$g^{(2)}(τ)$的纳米尺度控制对于非线性纳米光子学和集成量子信息科学的新兴研究至关重要。在这里，我们报告的准粒子控制的光子聚束与$g^{(2)}(0)>45$在阴极发光纳米金刚石氮空位（NV $^0$）中心的会聚电子束激发的像差校正扫描透射电子显微镜。等离子体介导的NV $^0$阴极发光表现出16倍的发光强度增加，与未偶联的NV $^0$中心相比，光子聚束减少三倍。这种效应归因于单个表面等离子体激元对单个时间上不相关的NV $^0$中心的激发。光谱分辨Hanbury Brown-Twiss干涉术被用来证明聚束是由NV $^0$声子边带介导的，而在零声子线处没有检测到聚束。这些数据是一致的快速声子介导的复合动力学，贝叶斯回归和蒙特卡罗模型之间的协议的超热NV $^0$发光证实的结论。
2018-02-16 physics.optics
A single-crystalline silver plasmonic circuit for visible quantum emitters
等离子体激元波导是纳米光子器件中的关键元件，其用作纳米级光源和检测器之间的光学互连。等离子体双线传输线中的多模操作为近场操纵和信息编码提供了重要的自由度。然而，由于欧姆损耗，金纳米结构中的高度受限的等离子体激元传播通常限于近红外区域，排除了来自等离子体激元电路的所有可见量子发射体。在这里，我们报告自上而下的制造复杂的等离子纳米结构的单晶银板。我们展示了一个小的合奏的荧光团的一组波导模式和发射的可见光发光到波导的高效率的控制远程激发。这种方法开启了复杂等离子体波导和可见光谱范围内各种量子发射器之间纳米级光-物质相互作用的研究。
2019-02-22 physics.app-ph physics.optics
Ripple formation on silver after irradiation with radially polarized ultrashort-pulsed lasers
本文报道了在亚烧蚀条件下，圆柱偏振飞秒激光照射银（Ag）引起的不均匀吸收所引起的形貌效应。对表面等离子体激元激发在自生周期性波纹结构产生中的作用的理论预测进行了评估。此外，结合流体动力学和热弹性模型来考虑与温度相关的晶格运动的影响，在激光束的条件下，足以产生材料熔化。通过调制光束偏振来控制形态变化的大小的能力旨在提供用于控制和优化激光微加工的结果的系统方法。
2017-04-10 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
All-Optical Control of Ultrafast Plasmon Resonances in the Pulse-Driven Extraordinary Optical Transmission
本文提出通过调节超短光脉冲的光谱与时域特性全光控制 EOT 系统中的超快等离激元共振，并结合耦合谐振子模型、3D-FDTD 与小波分析实现 EOT 信号 3 倍增强。
2023-02-13 physics.app-ph physics.optics
Mode cooperation in two-dimensional plasmonic distributed-feedback laser
基于二维周期性金属纳米结构阵列的等离子体分布反馈激光器是纳米级相干电磁场源的主要候选者。电磁场的强局部化和大的辐射表面是实现对外部作用的超短响应时间和创建光束方向性的良好机会。同时，对这种系统的研究也是一个具有挑战性的问题。在本文中，我们提出了一个详尽的二维等离子体分布反馈激光器的操作研究。我们表明，周期性等离子体阵列的模式的复杂结构和模式之间的非线性相互作用，通过激活介质导致一个新的效果，即模式合作。模式合作表现为在具有高阈值的允许带内产生模式，而不是在具有低阈值的带隙附近产生模式。在带隙的边缘处的模式的激射的抑制导致在生成阈值以上的辐射图案的加宽。这为有效控制和操纵纳米系统的辐射图案铺平了道路，这对于光谱学和光电子学的应用非常重要。
2017-12-28 physics.optics
Enhancement of the UV emission from gold/ZnO nanorods exhibiting no green luminescence
在发光半导体器件中的界面处的大的反射损耗导致它们的光发射和能量效率的显著降低。金属纳米颗粒（NP）表面涂层已经被证明可以增加从平面高折射率半导体表面的光提取效率。这种在Au NP涂覆的ZnO中的发射增强被广泛地归因于绿色（~ 2.5eV）深能级ZnO缺陷的参与，该缺陷激发NP中的局部表面等离子体，该表面等离子体非辐射衰减成热电子，该热电子返回到ZnO并辐射重组。在这项工作中，我们实现了6倍的增强的紫外线激子发射的ZnO纳米棒，涂覆有5 nm的金纳米颗粒，而没有ZnO缺陷的帮助。阴极发光（CL），光致发光（PL）和一种新的并发CL-PL技术，以及时间分辨PL光谱显示，在UV发射的增加是由于形成一个额外的快速激子弛豫路径，增加激子自发发射率。同时CL-PL测量排除了在发射增强过程中的电荷转移机制的存在。而时间分辨的PL结果证实了一个新的激子复合通道的存在，这是由于激子弛豫通过等离子体辅助激发快速非辐射Au带间跃迁。我们的研究结果表明，ZnO缺陷能级~ 2.5 eV是不需要促进金NP诱导增强的ZnO紫外发射。
2019-10-14 physics.app-ph physics.optics
Plasmonic properties of individual gallium nanoparticles
镓是一种等离子体材料，提供紫外到近红外的可调谐性、容易和可扩展的制备以及纳米颗粒的良好稳定性。在我们的贡献中，我们通过实验证明了单个镓纳米颗粒的形状和大小与其光学性质之间的联系。为此，我们利用扫描透射电子显微镜结合电子能量损失谱。使用在超高真空条件下操作的内部开发的泻流单元，在氮化硅膜上直接生长直径在10 nm和200 nm之间的透镜形镓纳米颗粒。我们已经通过实验证明，它们支持局域表面等离子体共振，并且它们的偶极模式可以通过它们的尺寸从紫外到近红外光谱区域进行调谐。测量得到了使用真实颗粒形状和尺寸的数值模拟的支持。我们的研究结果为镓纳米颗粒的未来应用开辟了道路，例如在能量收集或紫外发射器的等离子体增强发光中的太阳光的高光谱吸收。
2022-12-28 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quench, Glow, or Stay Silent: Distance-Controlled Up-Conversion Emission near Metallic Nanowires
Nicolaus Copernicus University in Toruń（托伦哥白尼大学）；Université Bourgogne Europe, CNRS, Laboratoire Interdisciplinaire Carnot de Bourgogne ICB UMR 6303（勃艮第欧洲大学、法国国家科学研究中心、勃艮第跨学科卡诺实验室）；Institute of Physical Chemistry Polish Academy of Sciences（波兰科学院物理化学研究所）；Wroclaw University of Science and Technology（弗罗茨瓦夫科技大学）
研究通过控制NaYF4:Er3+/Yb3+纳米晶体与金属纳米线间距，去除纳米线残留聚合物层并换用聚合物间隔层，实现三种不同相互作用机制转换，为设计功能性纳米光子和传感结构提供基础。
2026-07-07 cond-mat.mes-hall physics.optics
Reflective Metastructure Q-plate for Ultrashort Laser Pulses
RPTU University Kaiserslautern-Landau（凯泽斯劳滕-兰道理工大学）；University of Augsburg（奥格斯堡大学）
提出基于等离子体超表面的高反射Q板，将轨道角动量从纳米结构转换到超短激光脉冲，无时间展宽，适用于宽波长范围。
2026-11-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
All fiber ultrafast laser generating gigahertz pulse based on a hybrid plasmonic microfiber resonator
通过各种锁模方法产生高重复率超短脉冲的超快激光器可以使许多重要的应用受益，包括通信，材料加工，天文观测等。几十年来，基于耗散四波混频（DFWM）的锁模在产生重复率为千兆赫（GHz）量级的脉冲方面一直是基础，其中多波长梳状滤波器和长非线性元件是基本的。最近，这种方法已被改进，使用滤波器驱动DFWM，它利用两个过滤和非线性特性的二氧化硅微晶谐振器。然而，制造的复杂性和波导与光纤之间的耦合损耗是一个问题。在本研究中，我们提出一个数十至数百千兆赫的稳定脉冲全光纤激光器的基础上的混合等离子体微光纤结谐振器装置。与先前报道的脉冲产生机制不同，该操作利用由器件的偏振相关特征引入的非线性偏振旋转（NPR）效应来增加腔内功率以促进DFWM锁模，我们称之为NPR激励DFWM。这种易于制造的多功能器件同时用作偏振器、梳状滤波器和非线性元件，从而为微光纤谐振器器件在超快和非线性光子学中的应用提供了新的思路。我们相信，我们的工作为实现实用的低成本超快光源提供了重大改进。
2019-11-28 physics.optics
Room temperature tunable coupling of single photon emitting quantum dots to localized and delocalized modes in plasmonic nanocavity array
单光子源（SPS），特别是基于固态量子发射器的单光子源，是未来量子技术的关键要素。所需要的是宽带、高量子效率、室温SPS的开发，其也可以可调谐地耦合到光学腔，这可能导致全光量子通信平台的开发。在这方面，SPS与等离子体纳米腔阵列的确定性耦合由于表面晶格共振（SLR）的长传播长度和离域性质而具有很大的优势。在这些考虑的指导下，我们报告的实验在室温下可调耦合的单光子发射胶体量子点（CQD）本地化和离域模式的等离子体纳米腔阵列。使用时间分辨的光致发光测量孤立的CQD，我们报告显着的优势，SLR在实现更高的Purcell效应，尽管大的相移的CQD，值为~22和~ 6耦合到晶格和局域模式，分别。我们测量了耦合到这些模式的CQD的反聚束，在量子域中的g（2）（0）值提供了有效的合作行为的证据。我们提出了一个密度矩阵处理CQD的耦合等离子体和晶格模式，使我们能够模拟Purcell因子以及反聚束的实验结果。我们还提供了间接激发远程CQD介导的晶格模式的实验证据，并提出了一个模型来解释这些意见。我们的研究证明了开发用于单光子操作和与宽带量子发射器和等离子体纳米腔阵列通信的纳米光子平台的可能性，因为这些阵列可以在空间分离的量子发射器之间产生纠缠。
2020-10-31 physics.optics
Surface plasmons in superintense laser-solid interactions
我们回顾了超强激光与固体靶相互作用的研究，其中传播表面等离子体激元（或表面波）的产生起着关键作用。这些研究包括等离子体的不稳定性在辐照表面的发病，增强的二次发射（质子，电子，光子作为高谐波在XUV范围内）在飞秒与光栅目标的相互作用，和产生的单极电流脉冲皮秒持续时间。实验结果证明了在相对论电子动力学的非线性区域中存在表面等离子体激元。这些发现开辟了一条路线，以改善超短激光驱动的高能辐射源，更一般地说，在高场制度的等离子体激元的扩展。
2017-11-14 cond-mat.other physics.app-ph physics.optics
Thermal Confinement in Plasmonic Nanoparticles under Generalised Pulsed Illumination
University of Vigo（维戈大学）；University of Cantabria（坎塔布里亚大学）；Imperial College London（伦敦帝国理工学院）
本研究开发数值方法量化球形等离子体纳米颗粒的热限域，结合广义光加热与有限差分解瞬态热方程，表明脉冲持续时间可调控热限域，为高精度热等离子体应用提供统一预测框架。
2026-10-16 physics.app-ph physics.comp-ph physics.optics
Band-edge emission enhancement in sputtered ZnO thin films with ultraviolet surface lattice resonances
作为光学纳米天线的金属纳米结构可以显著增强附近发射体的光致发光（PL）。尽管已经报道了量子点或分子的几个数量级的发光增强因子，但是在体发射器的情况下，等离子体增强的幅度受到活性介质与纳米天线的电磁模式之间的弱空间重叠的强烈阻碍。在这里，我们提出了一种固态紫外线发射器的基础上的薄膜的氧化锌（ZnO）耦合阵列的铝（Al）纳米粒子。Al纳米棒阵列被设计成在近紫外中维持表面晶格共振（SLR），其是相对于非杂化等离子体激元模式呈现具有窄线宽的类法诺（Fano）线形的混合模式。通过改变阵列的周期和纳米棒的尺寸，所产生的SLR被调谐到ZnO的近带边（NBE）发射或激发波长。我们的实验表明，NBE的排放量可以增加到一个因素的3相比，裸氧化锌。基本的PL增强机制进行了实验研究，并与数值模拟进行了比较。我们还表明，SLR是更有效的ZnO发光增强相比，本地化的表面等离子体共振。
2021-12-13 physics.app-ph physics.optics
Anomalous Absorption in Arrays of Metallic Nanoparticles: A Powerful Tool for Quantum Dot Optoelectronics
贵金属纳米颗粒的周期性阵列是光子学中的象征性纳米结构。它们维持局部表面等离子体共振的能力多年来一直被用于证明各种被动和主动功能，例如偶极介质和LED中的增强发光以及光电导检测器中的更高响应度。在这里，我们表明，额外的磁共振，与感应电流回路之间的纳米粒子和访问与横向电波，出现在有限的密集阵列与亚波长周期。此外，它们与系统的等离子体激元的相互作用导致电磁诱导吸收（EIA）的光谱尖锐的类似物。我们使用这些超颖表面诱导PbS纳米晶体的有源层的发射、吸收、光电导和偏振特性的变化和增强，说明EIA超越文献中迄今为止展示的被动功能的潜力。
2022-07-21 physics.optics
Surface plasmons mediated energy transfer from a semiconductor quantum well to an organic overlayer
我们考虑的共振能量转移从一个二维的Wannier激子（施主）的Frenkel激子的分子晶体覆盖层（受体）时，有源介质被分隔的金属层，可能是一个电极。我们表征了表面等离子体对这一过程的影响。使用现实的材料参数的值，我们表明，它是可能的，以改变传输速率通常在一个因素为5（根据几何配置高达44）。然后，我们考虑到由于与金属的接近而导致的有机发光的猝灭。后者是显着的，并产生负面影响的总内部效率，我们讨论不同的几何形状。
2013-06-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Quantum-mechanical effects in photoluminescence from thin crystalline gold films
该研究揭示了薄单晶金膜光致发光中的量子力学效应，通过实验和第一性原理模拟证明其发光起源，发现厚度达40nm的金片发光受费米能级附近能带结构面外离散性影响，为探索热载流子和电荷转移动力学铺平道路。
2023-09-25 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Sharp spectral variations of the ultrafast transient light extinction by bimetallic nanoparticles in the near-UV
贵金属纳米颗粒表现出跨越可见光和近红外光谱范围的局域等离子体共振模式，并具有许多应用。改变纳米粒子的大小、形状和组成会改变模式的数量及其性质。当用超短激光脉冲照射纳米物体时，这些模式的特性受到瞬态影响。在这里，我们合成核-壳金银纳米立方体和测量其光谱签名在固定和超快瞬态制度。它们的偶极横模随着Ag壳层厚度的增加而消失，而高阶模在近紫外范围内生长，其中没有等离子体共振可以用单个贵金属纳米颗粒产生。这些较高能量的模式是与急剧的光谱变化的超快瞬态光消光的nanocuboids。通过进行理论研究，我们分解了对这种反应的不同贡献，
2021-03-02 physics.optics
Plasmonic-enhanced photoluminescence in porous silicon with pore-embedded gold nanoparticles fabricated by direct reduction of chloroauric acid
本研究通过在多孔硅光子结构内直接还原氯金酸合成金纳米颗粒，利用等离子体近场增强实现了多孔硅光致发光六倍提升，主要贡献在于解决了金纳米颗粒尺寸和位置控制难题，并展示了其在发光器件和传感器中的应用潜力。
2023-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Leveraging Plasmonic Hot Electrons to Quench Defect Emission in Metal -- Semiconductor Nanostructured Hybrids: Experiment and Modeling
该研究通过实验与半经典建模，揭示了嵌入金纳米颗粒的氧化锌纳米棒中缺陷发光猝灭、近带边发射增强的机制，为杂化等离子体系统热载流子动力学研究提供了通用基础。
2023-07-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
On-demand Plasmon Nanoparticle-Embedded Laser-Induced Periodic Surface Structures (LIPSSs) on Silicon for Optical Nanosensing
超短激光脉冲允许将电磁能量传递到物质，引起其局部加热，其可用于通过烧蚀/蒸发去除材料和驱动界面化学反应。在这里，我们表明，这两个提到的过程可以同时结合在功能化溶液中的Si晶片的直接激光纳米纹理，以产生实际相关的金属-半导体表面纳米形态。这种独特的混合形态代表了具有低至70 nm的极短周期的深亚波长Si LIPSS，其高纵横比纳米颗粒负载有可控量的等离子体纳米颗粒，所述等离子体纳米颗粒由前体贵金属盐的$via$激光诱导分解形成。此外，利用热局部化驱动还原过程来产生局部装饰有不同的等离子体活性纳米颗粒的表面形貌。装载有可控量的贵金属纳米颗粒的光吸收深亚波长Si LIPSS代表了用于等离子体相关应用（例如光学纳米传感）的有吸引力的结构，其中传播光波与高度局部化的电磁"热点“的有效耦合是强制性要求。为了支持这一说法，我们证明了这种混合形态的适用性，基于荧光的检测纳摩尔浓度的汞阳离子在溶液中。
2022-05-11 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Tunneling-current-induced local excitonic luminescence in p-doped WSe$_2$ monolayers
在空气中工作的扫描隧道显微镜（STM）中，利用隧道电流局部激发发光，研究了剥离的二硒化钨（WSe $_2$）单分子膜在金基底上的激子性质。在获得的光谱中，发射能量是独立的所施加的偏置电压和类似的光致发光（PL）的结果，表明，在这两种情况下，光发射是由于中性和带电激子复合。有趣的是，电子注入速率，即隧道电流，可以用来控制带电与中性激子发射的比率。在过渡金属二硫属化物（TMD）中获得的量子产率为每个电子$~5x10^{-7}$光子数，提出的激发机制是载流子直接注入导带。单层WSe $_2$呈现由在UHV下执行的STM图像所发现的亮和暗缺陷。STS确认样品为p型掺杂，可能是观察到的缺陷的净结果。界面水层的存在使单层与金载体分离，并允许WSe $_2$单层的激子发射。由于普遍存在的空气水分，水层的产生是样品转移过程的固有特征。因此，去除水层的真空热退火使TMD的激子发光猝灭。隧穿电流可以局部取代水分子，导致激子发射猝灭和等离子体发射，由于金衬底。目前的研究结果扩展了使用和理解的STM诱导光发射（STM-LE）的半导体TMD探测激子发射和动力学与高空间分辨率。
2022-10-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Long-Range Dipole-Dipole Interactions Enabled with Guided Plasmons of Matched Nanoparticle-on-Mirror Antenna Pairs
本文设计匹配的纳米颗粒-镜面天线对，利用表面等离激元极化激元导向偶极-偶极相互作用，实现约10波长长程DDI增强，为纳米尺度长程DDI现象研究提供测试平台。
2025-01-31 physics.atm-clus physics.optics
Dual-tip-enhanced ultrafast CARS nanoscopy
相干反斯托克斯拉曼散射（CARS），特别是飞秒自适应光谱技术（FAST CARS）已成功地用于分子光谱和显微成像。超快纳米光学的最新进展为光学近场的产生和控制提供了灵活性，并有望将CARS技术扩展到纳米尺度。在这项理论研究中，我们展示了超短激光脉冲激发的等离子体纳米结构附近的分子相干拉曼光谱的超快亚波长控制。模拟的纳米结构设计提供了本地化的激发源CARS通过聚焦入射激光脉冲到亚波长热点通过两个自相似的纳米透镜天线连接的波导。热点选择性的双尖端增强CARS（2TECARS）的DNA核碱基的纳米光谱，通过模拟优化的泵，斯托克斯和探针近场使用提示，激光偏振和脉冲整形。该技术可用于探索具有纳米分辨率的真实空间中的超快能量和电子转移动力学，并开发DNA测序的新方法。
2013-11-20 physics.optics
