Plasmonic nanogap enhanced phase change devices with dual electrical-optical functionality
现代计算机使用电信号来处理和存储带宽有限且耗电的数据。这些限制在通信领域被绕过，其中光信令是标准。然而，为了在计算中利用光信号，需要在电域和光域中无缝工作的新的片上器件。相变器件原则上可以提供这样的功能，但是由于尺寸受限的电开关和衍射受限的光子器件的相互冲突的要求，在单个器件中这样做已被证明是难以实现的。在这里，我们结合了等离子体，光子学和电子学，提供了一种新型的集成相变存储器和计算单元，可以在二进制或多级状态之间进行电气或光学切换，并以任一模式读出，从而合并计算和通信技术。
2018-11-19 physics.app-ph physics.optics
Near-Field Vibrational Energy Transfer for Mid-Infrared Upconversion in Plasmonic Nanogaps
University of Birmingham（伯明翰大学）
该研究通过近场振动能量传输实现中红外上转换，利用等离子体纳米间隙增强分子间相互作用，展示了振动能量向可见光发射的转换过程，并实现了超过0.3%的上转换效率。
2026-05-19 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Tracking and controlling monolayer water in gold nanogaps using extreme plasmonic spectroscopy
本研究利用带亚纳米间隙的金纳米颗粒聚集体实现强SERS增强，系统研究了环境条件下金纳米间隙内单层水的结构、电位下的取向变化及与间隔分子的结合方式，为理解相关化学过程提供支撑。
2025-06-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Seeing inside a Plasmonic Nanogap: Few-molecule Orientation and Preferential Adsorption
Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院）；Center for Quantum Science and Engineering, Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL)（洛桑联邦理工学院量子科学与工程中心）
研究分子与金属纳米间隙表面相互作用，引入等离子体增强非线性振动光谱，利用双共振纳米腔中同时的和频与差频产生，解析分子取向及优先吸附，发现非共振二阶非线性响应由分子与表面相互作用决定，提供强大分析工具。
2026-07-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nanogap-Enhanced Infrared Spectroscopy with Template-Stripped Wafer-Scale Arrays of Buried Plasmonic Cavities
我们结合原子层光刻和模板剥离，以产生一类新的基板表面增强红外吸收（SEIRA）光谱。我们的结构包括一个埋和U形的金属-绝缘体-金属波导的折叠垂直臂有效地耦合垂直入射光。绝缘体通过Al 2 O3的原子层沉积（ALD）形成，并且精确地限定间隙尺寸。掩埋的纳米腔被硅模板保护免受污染，直到准备好使用并根据需要通过模板剥离暴露。暴露的纳米腔产生强烈的红外共振，将红外辐射紧紧限制在小至3 nm（λ/3300）的间隙中，并产生密集的毫米长热点阵列。在部分去除绝缘体后，间隙被苯乙烷分子回填，由于与间隙等离子体的强耦合而产生明显的Fano共振，并且对于3 nm间隙观察到10^5的SEIRA增强因子。由于晶圆级的可制造性，通过ALD对间隙尺寸的个位数纳米控制，以及通过模板剥离实现的长期存储，我们的掩埋等离子体纳米腔衬底将有利于传感和光谱学的广泛应用。
2022-04-16 physics.app-ph physics.optics
Impact of surface roughness in nanogap plasmonic systems
最近的结果表明，前所未有的控制两个金属元素之间的间隔距离数百纳米的大小，在中红外波长的自由电子非局部响应的影响。然而，由于制造引起的表面粗糙度，大多数金属系统仍然遭受一定程度的不均匀性。这种系统中的纳米级粗糙度可能会阻碍对微观相互作用作用的理解。在这里，我们调查的同轴纳米孔共振在中红外频率的表面粗糙度的影响。我们发现，虽然随机粗糙度以不可预测的方式改变了共振，但仍然可以清楚地观察到非局部效应的影响。粗糙度引起的扰动的峰值共振的系统显示出很强的相关性与有效的间隙大小的个别样品。然后，可以通过对结构系综进行测量来抑制由于制造缺陷引起的波动，其中对大量样本进行平均提供了对理想系统的光学特性的精确测量。
2020-01-24 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Quantifying efficiency of remote excitation for surface enhanced Raman spectroscopy in molecular junctions
针对SERS直接激发导致纳米间隙背景加热阻碍分子操控的问题，提出通过光栅激发SPPs传播至电迁移金分子结实现远程激发SERS的方法，33个器件统计显示其耦合效率约10%且光谱更稳定。
2023-08-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Single plasmon generation in an InAs/GaAs quantum dot in a transfer-printed plasmonic microring resonator
我们报道了在等离子体微腔中自组装InAs/GaAs量子点产生单等离子体激元。在原子级光滑的银表面上定义了基于GaAs微晶的等离子体腔。我们制作了这种结构的帮助下，转移印刷，这使得复杂的，异构的三维堆栈的取放组装。我们表明，高阶表面等离子体极化激元横模介导的InAs/GaAs量子点和等离子体腔之间的有效耦合，为开发基于最先进的固态量子发射器的等离子体量子光源铺平了道路。在实验上，我们观察到Purcell增强辐射从量子点耦合到等离子体模式。我们还观察到一个强的反聚束的强度相关直方图测量散射光子从等离子体共振器，表明单等离子体共振器中产生。我们的研究结果将是重要的量子等离子体电路集成高性能的单等离子体激元发生器的发展。
2019-04-15 physics.optics
Spoof surface plasmon Fabry-Perot open resonators in a surface-wave photonic crystal
报道了一种在表面波光子晶体中的表面等离激元法布里-珀罗（FP）开放谐振腔的设计和实验实现。该表面波FP开放谐振器通过在表面波光子晶体中引入有限线缺陷而形成。表面波FP开放式谐振器的谐振频率正好位于表面波光子晶体的禁带间隙内，并且FP开放式谐振器使用该完全禁带间隙来将表面波集中在亚波长腔体内。由于表面波光子晶体的完全禁带，一个新的FP等离子体谐振模式，表现出单极的功能，这是在传统的FP谐振器和等离子体谐振器的缺失。近场响应谱和模式分布的微波制度，以表征所提出的FP开放式谐振器的欺骗表面等离子体的属性。
2016-07-30 physics.optics
Ultracompact plasmonic racetrack resonators in metal-insulator-metal waveguides
在各种等离子体波导中，金属-绝缘体-金属（MIM）型是最有希望实现真正亚波长光子集成的波导。迄今为止，已经研究了许多基于MIM波导的光子器件，包括谐振器。然而，大多数已报道的MIM环形谐振器都存在消光比低的问题。本文全面分析了MIM环形谐振器性能低下的内在原因，给出了具有耦合损耗的通用全通环形谐振器的解析传输关系。基于分析，我们提出了MIM波导中的等离子体激元跑道谐振器，并表明其性能可以大大提高。
2010-04-09 physics.optics
Gap plasmon resonator arrays for unidirectional launching and shaping of surface plasmon polaritons
报道了一种小型化的表面等离子体激元（SPP）单向有效发射和整形装置的设计和实验实现。每个装置由具有不同尺寸的均匀间隔的间隙等离子体共振器的阵列组成。采用粒子群优化算法，在780 nm波长的5 μm束腰高斯光束的正射下，获得了约51%的理论二维发射效率。通过修正表面等离子体的波前，发射具有聚焦、贝塞尔和艾里轮廓的单向表面等离子体，并利用泄漏辐射显微镜成像。
2015-12-04 physics.optics
Surface Plasmon Driven Electric and Magnetic Resonators for Metamaterials
利用表面等离子体激元和超材料之间的相互作用，我们提出了一种新的超材料设计技术。我们表明，薄金属表面上存在的表面等离子体激元可以用来“驱动”在其附近的非共振结构，以提供新型的电和磁谐振器。这些谐振器严格地粘附到主体金属膜的表面等离子体激元色散。所得到的超材料的工作频率可以缩放到极高的频率，否则不可能与传统的分裂环谐振器为基础的设计。我们的方法为等离子体和超材料界面的理论和实验开辟了新的可能性，以收获这两个领域相结合的许多潜在应用。
2011-04-11 physics.optics
Normalization of quasinormal modes in leaky optical cavities and plasmonic resonators
我们讨论了三种形式上不同的公式，目前用于建模光学腔和等离子体共振器的准正规模式的归一化，并表明它们是互补的，并提供相同的结果。无论用于归一化的公式如何，都可以使用范数来定义用于Purcell因子计算的有效模式体积。
2015-12-02 physics.optics
Ultraviolet Resonant Nanogap Antennas with Rhodium Nanocube Dimers for Enhancing Protein Intrinsic Autofluorescence
本文提出由成对铑纳米立方体构建的紫外共振纳米间隙天线，在深紫外区实现无标记蛋白质自发荧光亮度高达120倍的增强，并支持高浓度下的紫外自发荧光相关光谱检测。
2023-09-08 physics.chem-ph physics.ins-det physics.optics
Guidelines for designing 2D and 3D plasmonic stub resonators
在这项工作中，我们比较了基于2D金属-电介质-金属和3D缝隙波导（SWG）几何结构的等离子体激元波导集成短截线谐振器的性能。我们表明，散射矩阵理论可以扩展到3D设备，并通过采用散射矩阵理论，我们提供了设计等离子体2D和3D单短截线和双短截线谐振器在设计波长的所需的光谱响应的指导方针。我们提供了2D和3D双短截线谐振器与短截线长度的传输图，并且我们在这些图上指定了导致传输谱中的最小值、最大值或等离子体诱导的透明形状的不同区域。来自波导终端的辐射损耗导致基于3D SWG的谐振器的劣化。我们说明了改进的波导终端，提高谐振器的性能。我们验证我们的结果与三维时域有限差分（FDTD）模拟。
2017-01-18 physics.optics
Femtosecond pulse with THz repetition frequency based on strong coupling between quantum emitters and a plasmonic resonator
纳米级脉冲光在纳米集成光学中是非常需要的。在这篇文章中，我们通过量子发射体（QE）和等离子体共振器之间的强耦合获得了具有太赫兹重复频率的飞秒脉冲。我们的结构包括一个V型槽（VG）等离子体共振器和一个纳米线嵌入两个能级量子阱。通过半经典理论和数值模拟研究了入射光强和量子效率数密度对该混合系统传输响应的影响。研究发现，传输响应可以调制成脉冲形式。其原因是强耦合导致纳米线的输出功率表现为振荡形式，振荡的输出功率又导致谐振器中的场幅度随时间振荡。在纳米线中的等离子体谐振器和量子阱之间形成反馈系统。这为在等离子体激元系统中利用连续波输入产生重复频率为1000 MHz的窄脉冲激光提供了一种新的方法，在产生纳米尺度的光时钟信号方面具有潜在的应用价值。
2017-12-11 physics.optics
Light emission in nanogaps: overcoming quenching
对于与微小等离子体共振耦合的量子发射器，获得了非常大的自发发射率增强（~1000），特别是当发射器被放置在由几乎接触的金属纳米颗粒形成的纳米间隙的口中时。在亚波长尺度下的光发射的这种基本效应被很好地记录和理解为是由纳米间隙模式的小引起的。相比之下，要弄清楚这些间隙中的辐射效率是否很高，或者发射是否被金属吸收淬灭，特别是对于几纳米宽的微小间隙，就不那么明显了;整个文献只包含关于这个问题的散射电磁计算，这表明尽管发射体接近金属，吸收和淬灭可以保持在一个小的水平。因此，通过在小间隙厚度的限制下的分析推导，我们的目标是澄清为什么纳米间隙天线中的量子发射器提供良好的效率，获得高效率的情况是什么，以及是否存在可实现的最大效率的上限。
2015-12-02 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Resonator channel drop filters in a plasmon-polaritons metal
研究了等离子体极化激元金属中的通道降频滤波器。这表明，光可以有效地下降。用FDTD方法得到的结果与用耦合模理论得到的结果一致。它还表明，在不考虑金属损失的情况下，沟道下降系统的品质因数达到4000。如果我们考虑损耗，则品质因数显著降低，这也导致较弱的液滴效率。
2006-01-08 physics.optics
Ultracompact high-contrast magneto-optical disk resonator side-coupled to a plasmonic waveguide and switchable by an external magnetic field
在这里，我们提出并研究了一种新型的等离子体共振器的基础上的金属-绝缘体-金属波导和侧耦合磁光盘控制的外部磁场。通过改变磁场的方向，表面等离子体激元（SPP）的波数变化和透射率可以被调谐，并且通过改变外部磁场的方向，可以实现SPP模式的可逆开关。磁等离子体激元调制的共振增强超过200倍导致调制对比度超过十倍比（90- 1%调制），在数百GHz的光学带宽内保持适度的插入损耗。数值模拟证实了亚微米超小盘谐振器的高对比度磁等离子体激元调制的解析公式的预测。
2018-07-31 physics.optics
Experimental Investigation of Stub Resonators Built in Plasmonic Slot Waveguides
在这项工作中，我们专注于短截线谐振器嵌入等离子体缝隙波导。该谐振器在光互连和传感器中具有潜在的应用。我们用电子束光刻和剥离技术制作了样品。我们使用基于散射矩阵的模型来量化从样品输出的光功率。我们测量的谐振腔的性质，通过耦合光的缝隙波导的光天线，利用交叉偏振的设置利用超连续谱源和高数值孔径物镜在电信波长范围内工作。我们的模型与实测数据吻合得很好。利用本文的方法可以对短截线谐振器进行进一步的研究。
2017-03-08 physics.optics
Surface-Plasmon-Polariton Laser based on an Open-Cavity Fabry-Perot Resonator
近年来，人们对小尺寸激光器的开发越来越感兴趣，这些激光器在小体积传感和片上光通信中具有潜在的应用。表面等离子体激元是一种被限制在金属-电介质界面上的电磁模式，它提供了一种有效的途径，当与增益介质接触时被共振放大时，可以实现纳米尺度的激光发射。在这里，我们实现了可见光频率超窄线宽激光在室温下利用表面等离子体在一个开放的法布里-珀罗腔中传播形成的平坦的金属表面涂有亚波长厚层的光泵浦增益介质和正交约束的一对平坦的金属侧壁。低微扰传输配置采样的激光等离子体激元模式是通过一个渐逝耦合凹进的纳米缝，开辟了道路，高品质因数的折射率与开放腔相互作用的分析物的传感。
2016-10-12 physics.optics
Plasmonic nanocavity modes: From near-field to far-field radiation
在过去的十年中，纳米技术的进步导致了等离子体纳米腔的发展，其促进了环境条件下的光-物质强耦合。最强大的例子是纳米粒子上镜（NPoM）的结构，其几何形状控制亚纳米精度。此类纳米腔中激发的等离子体激元对纳米腔的确切形态极其敏感，从而产生意想不到的光学行为。到目前为止，大多数关于这种纳米腔的理论和实验研究都仅仅基于它们的散射和吸收特性。然而，这些方法不提供NPoM的完整光学描述。在这里，NPoM被视为一个开放的非保守系统，支持一组光子准正规模式（QNM）。通过研究纳米腔的形态学相关的光学性质，我们提出了一个简单而全面的命名法的基础上球谐函数和报告光谱重叠的明亮和黑暗的纳米间隙本征模。近场和远场光学性质的NPoMs进行了探索，揭示了复杂的多模式相互作用。
2019-10-05 physics.optics
Topological Plasmonic Ring Resonator
本研究基于 Su-Schrieffer-Heeger 模型设计了拓扑等离激元环谐振器，利用电子束对称破缺激发技术操控拓扑边缘模式，为纳米光子学和量子信息处理领域开发定制功能系统提供了新见解。
2023-08-26 physics.optics
Probing Peptide Adsorption Kinetics and Regioselectivity via Multipolar Plasmonic Modes of Gold Resonators
本研究利用椭偏测量结合数值模拟，通过金超表面谐振器的多极等离子体模式实时追踪temporin-SHa肽的吸附，揭示了吸附饱和时间与区域选择性，为生物传感中的肽结合监测提供了新方法。
2025-03-21 physics.optics
Invisibility Dips of Near-Field Energy Transport in a Spoof Plasmonic Metadimer
在研究两个等离子体纳米粒子之间的强耦合时，利用变换光学预测了与非对称Fano状线形相关的散射光谱中的不可见性凹陷。强耦合等离子体纳米粒子的这一特征为传感器隐身提供了希望。然而，它需要两个纳米粒子之间的间隙非常窄，这阻止了在光学频率下的实验观察。在这里，欺骗表面等离子体激元的概念被用来促进两个欺骗局域表面等离子体激元（SLSP）谐振器之间的强耦合。通过两个SLSP谐振器探测近场能量传输，而不是在远场观察。通过增强垂直堆叠的两个谐振腔之间的耦合，观察到具有非对称Fano状线形的光谱透射下降，类似于由变换光学预测的远场不可见性下降。通过直接成像紧密定位在谐振器周围的干涉波的场图，进一步证明了基础模式干涉机制。这些近场不可见性下降可用于近场感测、片上切换、滤波器和逻辑运算元件。
2016-10-14 physics.optics
Silver nanowires with optimized silica coating as versatile plasmonic resonators
金属纳米粒子是等离子体中最常用的纳米结构。然而，除了纳米颗粒之外，金属纳米线还具有几个应用优势。它们的伸长提供了更大的相互作用体积，它们的共振可以达到更高的品质因数，并且它们的模式结构提供了更好的耦合到集成混合介电-等离子体电路中。然而，控制导线到支撑衬底、到另一金属层或到具有亚纳米精度的活性材料的距离是至关重要的。电介质涂层可以用于距离控制，但它不能降低等离子体特性。在本文中，我们介绍了一种控制合成和涂层的银纳米线的方法，以满足这些要求。我们合成和表征直径约70 nm的银纳米线。这些纳米线使用改进的Stöber方法涂覆有nm大小的二氧化硅壳，以实现均匀和光滑的表面质量。我们使用透射电子显微镜，暗场显微镜和电子能量损失光谱学的形态和等离子体共振的个别纳米线和量化的二氧化硅涂层的影响。彻底的数值模拟支持的实验结果表明，涂层不恶化的等离子体特性，从而引入银纳米线作为可用的构建块集成的混合等离子体系统。
2018-11-19 physics.optics
Extraordinary Optical Transmission Induced by Excitation of a Magnetic Plasmon Propagation Mode in a Diatomic Chain of Slit-hole Resonators
在这篇论文中，我们将提出金属表面的磁共振纳米结构可以用来实现非常光传输（EOT）。为此，我们设计并制作了一维双原子链缝孔谐振腔。由于强的交换电流相互作用，在该系统中建立了一种具有宽频带的磁等离子体（MP）传播模式。在我们测量的红外光谱中观察到由MP模式引起的明显EOT峰。当入射角为20 °时，在1.07 eV处得到最强的EOT峰。测量的EOT峰与入射角的关系与理论结果吻合得很好。该模式在多频非线性光学过程中具有良好的应用前景。
2009-02-06 physics.optics
Level repulsion in hybrid photonic-plasmonic microresonators for enhanced biodetection
我们从理论上分析了高Q值回音壁模（WGM）谐振器和核壳纳米粒子之间的光子等离子体耦合。WGM共振的蓝移和红移是由光子和等离子体激元模式的交叉引起的。混合系统中的水平排斥进一步被认为能够提高WGM传感器的灵敏度：当两个谐振器失谐一半的等离子体激元线宽时，灵敏度最大。给出了近似的界限来量化可能的增强。还建立了电抗性与电阻性耦合的标准。
2013-08-27 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
A Short Review of Plasmonic Graphene-Based Resonators: Recent Advances and Prospects
本文旨在研究文献中发表的石墨烯基谐振器。石墨烯谐振器是基于石墨烯电导率设计的，石墨烯电导率是一个可变参数，可以通过静电或静磁门控来改变。本文介绍了等离子体石墨烯谐振器的历史回顾，这可以为研究人员提供物理见解，以熟悉四种类型的石墨烯谐振器：1-Ring谐振器，2- planar谐振器，3- Fabry-Perot谐振器和4-其他谐振器，这些谐振器不属于其他三组中的任何一组。
2020-10-24 physics.app-ph physics.optics
Spatiotemporal Raman Probing of Molecular Transport in sub-2-nm Plasmonic Quasi-2D Nanochannels
本文发现配体封端NPoM纳米间隙可形成亚2 nm准二维输运通道，并利用波长复用拉曼光谱实现约20 nm空间分辨与10^-11 M级原位实时分子监测。
2025-09-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultra-wide plasmonic tuning of semiconductor metasurface resonators on epsilon near zero media
完全可重新配置的超表面将使新型光学设备能够提供对电磁波束形成的前所未有的控制。实现可重构性的主要挑战是需要产生亚波长、低Q超颖表面谐振器的大的可调谐性。在这里，我们证明了大的折射率调谐可以有效地促进在中红外波长使用新的温度依赖性控制自由载流子折射。在掺杂InSb中，我们证明了电子有效质量的近两倍增加，导致远大于传统热光效应的正折射率偏移（Δn>1.5）。在未掺杂的薄膜中，我们证明了超过10倍的热自由载流子浓度的变化，产生一个接近统一的负折射率偏移。利用这两种效果在一个单一的谐振器系统，本征InSb线上的重掺杂（接近零）InSb基板，我们展示了动态可调谐米氏谐振。观察到的大于线宽的共振位移（Δλ>1.5μm）为高度可调谐和可重构的中红外半导体超颖表面提供了新的途径。
2017-02-04 physics.optics
Design of plasmonic photonic crystal resonant cavities for polarization sensitive infrared photodetectors
我们设计了一种偏振敏感谐振腔用于中红外光电探测器，利用一个光子晶体腔和一个单一或双金属等离子体波导，以实现增强的探测器效率，由于优越的光学限制在有源区。由于谐振腔具有高频率和偏振敏感性，这种谐振腔结构可用于基于芯片的红外光谱仪和相机，可以高精度地区分不同的材料和温度。
2009-10-15 physics.optics
Extreme mid-infrared field enhancement and anapoles in high-index plasmonic metamaterials
School of Physics and Astronomy, University of Birmingham（伯明翰大学物理与天文学学院）；NanoPhotonics Centre, Cavendish Laboratory, University of Cambridge（剑桥大学卡文迪许实验室纳米光子学中心）
本文基于金纳米颗粒自组装超材料，实现中红外波段有效折射率超过15且间隙场增强两个数量级，并通过设计支持anapole的紧凑超材料器件进一步增强纳米间隙场，使量子发射器的受激辐射响应增强三个数量级。
2026-06-18 physics.optics
Active Polarization Control with a Parity-Time Symmetric Plasmonic Resonator
光的偏振态的控制对于许多技术是必不可少的，但通常受到弱光-物质相互作用的限制，这需要长的设备路径长度或显着降低信号强度。在这里，我们研究了一种纳米等离子体孔径能够修改远场透射光的偏振态，而不会损失探测信号。该孔径是一个同轴谐振器，包括一个介质环嵌入在金属膜;奇偶时间（$\mathcal{PT}$）的对称夹杂物内的介质环的损耗和增益，使偏振控制。由于同轴孔径能够实现接近无阈值的$\mathcal{PT}$对称性破缺，因此可以实现具有实际水平的损耗和增益的偏振控制。利用这种灵敏度，我们表明，孔径可以作为一个可调谐波片，与圆偏振入射光的透射椭圆率连续变化的耗散系数从$π/2$到0（即线偏振）。具有单位效率的线性偏振光的旋转也是可能的，具有连续可调的旋转度。这种紧凑、低阈值和可重新配置的偏振器可以实现下一代高效显示器、路由器、调制器和超表面。
2018-05-17 physics.optics
Symmetry-Engineered Magnetic Dipole Emission in Plasmonic Core-Satellite Resonators
Univ. Bordeaux, CNRS, CRPP, UMR 5031（波尔多大学）；Institut Langevin, ESPCI Paris, Université PSL, CNRS（巴黎高等物理化工学院）；Sorbonne Université, CNRS, Institut des Nanosciences de Paris, INSP（索邦大学）；Univ. Bordeaux, CNRS, Bordeaux INP, ICMCB, UMR 5026（波尔多大学）；Institut Universitaire de France（法国大学研究所）
通过等离激元核心-卫星谐振器实现强磁偶极子发射，利用对称性增强磁光相互作用，提升量子效率和辐射效率，抑制电偶极子贡献。
2026-04-09 physics.optics
Real-time tuneable bright bonding plasmonic modes in Ga nanostructures
本研究提出一种通过宏观物理形变操控液态金属纳米粒子液滴间间隙的可调等离激元器件，实现了等离激元杂化模式的实时原位调控，为探索纳米间隙依赖的等离激元耦合提供了新方法。
2025-04-07 physics.optics
Finite element simulation of a perturbed axial-symmetric whispering-gallery mode and its use for intensity enhancement with a nanoparticle coupled to a microtoroid
我们提出了一个光学模式求解器的回音壁谐振器耦合到相邻的任意形状的纳米颗粒，打破了谐振器的轴对称。这种混合谐振器-纳米颗粒类似于最近用于生物检测和场增强的混合谐振器-纳米颗粒。我们通过参数化研究环形纳米等离子体激元器件来证明我们的求解器，并获得最大增强的最佳纳米等离子体激元尺寸。我们调查案件附近的等离子共振，以及远离等离子共振。与通常受益于在其共振附近工作的普通等离子体激元不同，在远离等离子体激元共振的地方工作提供了相当的性能。这是因为等离子体共振增强伴随着通过等离子体吸收的腔质量劣化。
2013-05-02 physics.optics
Ultrafast Plasmonic Control of Second Harmonic Generation
高效的频率转换技术对于用于信息处理和信号调制的等离子体超颖表面的发展至关重要。原则上，非线性材料中的纳米级电场限制使得每单位体积的谐波转换效率比块体材料中可达到的更高。在这里，我们展示了有效的二次谐波产生（SHG）在锯齿形纳米间隙等离子体几何形状，产生陡峭的电场梯度的电介质超颖表面。使用超快泵浦来控制具有反转对称性的薄膜材料中的等离子体激元诱导的电场，该薄膜材料在没有等离子体激元增强的情况下不表现出偶数阶非线性光学响应。利用一种新的非线性干涉技术，对等离子体近场的时间演化进行了表征，其分辨率约为100as。在这里展示的超材料几何形状中操纵非线性信号的能力对于理解纳米材料的超快非线性响应和制造有源的光学可重构等离子体器件都是不可或缺的
2016-02-16 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Coupled magnetic plasmons in metamaterials
磁性超材料由尺寸小于其激发波长的磁性谐振器组成。其独特的电磁特性在早期被有效介质理论所描述。然而，有效介质模型没有考虑磁性元件之间的相互作用;因此，大块超材料的有效特性是许多非耦合谐振器的“平均效应”的结果。近年来，研究表明，磁共振器之间的相互作用可以导致一些新的现象和有趣的应用，不存在于传统的非耦合的超材料。本文综述了超材料中耦合效应引起的磁等离子体激元的研究进展。对于由多个相同的磁谐振器组成的系统，这些单元之间的耦合由于杂化而产生多个离散的谐振模式。在包括无限数量的磁性元件的系统的情况下，这些多个离散谐振可以通过强耦合扩展以形成连续频带。这种宽带和可调磁性超材料可能有有趣的应用。在未来，许多新型的超材料和纳米光子器件可以从耦合谐振器系统中开发出来。
2009-07-29 physics.optics
Strong coupling regime and hybrid quasinormal modes of a single plasmonic resonator coupled to a TMDC monolayer
我们提出了一个严格的光子模式模型来描述一个单层的$\rm MoSe_2$和一个单一的金纳米粒子之间的强耦合。通过计算组合结构的三维混合准正规模式来量化强耦合的发生，从而可以准确地模拟光-物质相互作用，而无需调用通常的强耦合唯象理论。我们探索的混合准正规模式作为间隙大小和温度的函数，并发现光谱分裂的范围约为80-110毫电子伏，没有拟合参数的材料模型。我们还展示了混合模式如何表现出Fano样的共振和量化的混合模式的复杂极点，以及从嵌入的偶极子发射器的Purcell因子共振。这些影响不能用通常的启发式简正模理论来描述。
2021-06-03 physics.optics
On the bandwidth of singular plasmonic resonators in relation to the Chu limit
具有奇异几何形状的等离子体纳米结构可以表现出宽带散射响应，乍一看似乎违反了小辐射体的辐射质量（Q）因子的下限，称为Chu极限。在这里，我们探讨这一明显的矛盾，调查的Q因子的谐振模式支持两个几乎接触的圆柱体，并分析他们的分数带宽票价有关的楚限制。我们首先推导出任意截面二维物体的辐射Q因子的下界。然后，我们讨论了耗散和辐射Q因子与圆柱体二聚体的等离子体共振作为其间隙大小的函数。我们表明，辐射Q因子总是大于最小Q，只要散射谱中的峰被很好地分离，它们的带宽等于它们的Q因子的倒数。在接触圆柱体的限制下，共振谱从离散过渡到一个连续的积累点周围，产生任何有限水平的材料损失的宽带响应。在任何给定的频率间隔内，响应是大量等离子体共振的结果，每个等离子体共振单独地服从Chu极限。然而，Q因子和散射响应的总带宽之间的连接丢失。我们的研究揭示了当等离子体材料以奇异几何形状成形时出现的奇异共振现象，并概述了它们在纳米光子学中的机会和局限性。
2021-07-22 physics.optics
Resonance order-dependent plasmon-induced transparency in orthogonally-arranged nanoscale cavities
在这项研究中，我们调查等离子体激元诱导透明（PIT）的谐振器结构组成的两个正交排列的金属-绝缘体-金属（MIM）纳米腔的光谱调制的谐振器的特定谐振阶的目的。我们的FDTD模拟表明，当这种结构中的两个腔在相同的频率下谐振时，PIT效应可以用来诱导光谱调制。这种光谱调制取决于直接耦合到外部场的腔的谐振阶数，当呈现一阶谐振时发生，但不具有二阶谐振。我们证实，这种行为是由奇数阶和偶数阶共振之间的差异，使用经典的力学模型类似的纳米腔。通过调谐腔的谐振频率和谐振阶数，可以以阶数选择的方式调制谐振器结构的频谱。
2021-10-25 physics.optics
Subwavelength plasmonic antennas based on asymmetric split-ring-resonators for high near-field enhancements
提出基于ASR模式的非对称开口环谐振器等离激元天线，借助进化优化与残差网络设计，实现紧凑尺寸下超过传统纳米棒二聚体6.5倍的近场增强。
2025-03-16 physics.optics
Highly tunable room-temperature plexcitons in monolayer WSe2 /gap-plasmon nanocavities
本研究结合应变工程与力/电压可调等离子体纳米腔，在单层WSe₂中实现室温可调强等离子体激元-激子耦合，可灵活调控耦合强度且稳定性好，为片上极化子纳米光子应用奠定基础。
2023-11-04 physics.optics quant-ph
A plasmonic ellipse resonator possessing hybrid modes for ultracompact chipscale application
提出了一种基于金属-绝缘体-金属（MIM）波导系统的混合模式等离子体椭圆谐振腔。特别地，该纳米腔具有矩形和盘形谐振腔的混合特性，因此同时支持法布里-珀罗模式（FPMs）和回音壁模式（WGMs）。此外，通过改变椭圆的长短半径，可以独立地调节FPM和WGM的共振波长，使其相互接近，从而构造出类似于等离子体激元诱导透明（PIT）的光谱轮廓。利用这一点，用一个谐振腔实现了双波段慢光。此外，该组件还可以用作多波段滤色器和折射率传感器。我们相信这种多模谐振器与超小的足迹将发挥重要作用，在更紧凑的片上光路在未来。
2019-05-15 physics.app-ph physics.optics
Slow-light plasmonic metamaterial based on dressed-state analog of electromagnetically-induced transparency
我们考虑了一种简单的结构来实现一维慢光超材料与大的带宽延迟产品使用形法布里-珀罗谐振器作为积木。由于电磁感应透明的缀饰态图像的经典模拟，每个元原子产生大的群指数。通过连接多达8个亚原子，我们发现带宽延迟产品超过单位和群指数接近100。我们的方法是相当普遍的，可以适用于任何类型的法布里-珀罗谐振器和调谐到不同的工作波长。
2015-05-26 physics.optics
Heuristic Modeling of Strong Coupling in Plasmonic Resonators
等离子体激元激发和偶极发射体（例如有机分子）的强耦合在过去几年中已经被广泛研究。是否可以只用单个分子实现强耦合以及如何明确证明这一点的问题仍在争论中。与光子系统相比，等离子体激元的一个关键问题是额外的激子谱线展宽，这在建模此类系统时经常被忽略。这导致了过于乐观的设计预测或对模糊的实验数据的错误解释，例如在依赖于麦克斯韦解算器的模型中，没有自洽的线加宽效应。在本文中，我们提出了一个启发式的建模方法，强耦合系统的基础上等离子体纳米粒子和偶极发射器，占这种扩大和阐明最近的实验与单发射器。我们明确地专注于一个清晰和直观的经典描述，利用完善的方法，易于使用典型的麦克斯韦求解器。启发式模型（i）提供了实验相关的数字，如发射密度和光谱（ii）允许区分系统，它可以达到强耦合制度，从那些不能（iii）允许识别优化路线和（iv）很好地匹配与实验结果。特别是，我们采用了一种方法，准正常模式和消光模拟激子系统表示的频率相关的介电常数。作为例子，我们研究了两种配置，许多，但也单发射器，这在最近的实验中已经研究。
2019-04-09 physics.optics
Extreme Optical Field Confinement and Enhancement in a Plasmonic Picopatch within a Nanoparticle-on-Mirror Resonator
Pingdingshan University（平顶山大学）；Donostia International Physics Center (DIPC)（圣塞巴斯蒂安国际物理中心）；University of the Basque Country (UPV/EHU)（巴斯克国立大学）；Zhengzhou University（郑州大学）；Henan Academy of Sciences（河南省科学院）；Ikerbasque, Basque Foundation for Science（伊克尔巴斯科，巴斯克科学基金会）
本文通过理论分析，研究了纳米粒子-镜面结构间隙中由几个金原子抬升形成的等离激元纳米贴片，实现了体积接近1 nm³的极端光场约束和高达约2000倍的电场增强。
2026-05-27 physics.optics
Double Fano resonances in a composite metamaterial possessing tripod plasmonic resonances
通过在双开口环谐振器超晶格中嵌入四杆谐振器，制备了具有三脚架等离子体共振的平面复合超材料。双Fano共振观察到一个共同的subradiant驱动振荡器与两个superradiant振荡器耦合。作为四能级三脚架原子系统的经典模拟物，该复合材料的透射光谱表现出双Fano相干效应。两个超辐射振荡器之间的吸收功率的转移是通过操纵通过垂直入射的电磁波的偏振角共轭的两个耦合强度来控制的。
2014-10-27 physics.optics
Lasing oscillation condition and group delay control in gain-assisted plasmon-induced transparency
在等离子体诱导透明窗口中，研究了具有两个失谐谐振腔的增益辅助等离子体波导。相位图研究了不同增益系数和频率失谐时两个谐振器的功率传输率和群延迟。激光振荡条件下的增益系数与频率失谐量成二次方关系。在低于阈值的放大区，光谱不仅具有大的群延迟，而且具有高的透过率和窄的线宽。这与损耗补偿机制和无源情况下的情况相反，在无源情况下，线宽和峰值透射率之间总是存在权衡。
2012-12-10 physics.optics
Low-power photothermal probing of single plasmonic nanostructures with nanomechanical string resonators
我们展示了通过纳米机械弦谐振器的温度诱导失谐的单等离子体纳米结构的直接光热探测和映射。用低功率偏振聚焦激光束（λ = 633 nm）照射单个Au纳米缝。然后以高灵敏度对金纳米缝中的偏振相关热生成进行成像。对于单纳米缝（1 μ m长，53 nm宽），其灵敏度为-4.1 ppm/nW，相当于16%的总光吸收。这导致对于8 nW/μ m2的照度的0.5 K的加热。我们的研究结果表明，纳米机械谐振器是一个独特的和强大的分析工具，在等离子体热点的热等离子体效应的低功耗调查。
2013-12-17 cond-mat.mes-hall physics.optics
Experimental Realization of Deep Subwavelength Confinement in Dielectric Optical Resonators
具有强电场增强的高度局部化光的能力对于实现更高效率的太阳能电池、光源和调制器至关重要。虽然深亚波长模式可以用等离子体共振器实现，但这些金属结构中的大损耗排除了大多数实际应用。我们开发了一种替代方法来实现亚波长限制，不伴随着抑制性损失。我们实验证明了一种介电蝴蝶结光子晶体结构，该结构支持与等离子体元件相称的模体积和揭示超低损耗的品质因数。我们的方法打开了大门，同时超低模体积和超高品质因数，一直在光学谐振器中难以捉摸的极强的光-物质相互作用制度。
2017-07-15 physics.optics
EIT-like transmission by interaction between multiple Bragg scattering and local plasmonic resonances
基于时间耦合模理论和传输矩阵方法，研究了周期谐振腔-波导耦合系统中极化激元带隙和布拉格带隙的光学性质。利用复能带和透射谱可以调谐多重布拉格散射和局域共振之间的相互作用，从而产生类似的电磁感应透明（EIT）现象。我们进一步设计了一个与局域等离子体谐振器侧面耦合的等离子体缝隙波导来演示近红外波段的类EIT效应。数值计算表明，实际金属焦耳损耗可以破坏干涉，由于导波群速度接近于零，透明波导中的总吸收增强。
2015-10-16 physics.optics
