Accurate feeding of nano antenna by polarization singularities for lateral and rotational displacement sensing
亚波长物体和位移的测量是纳米光学测量的关键。我们在这封信中表明，纳米天线与亚波长结构可以精确地解决入射光束的奇异性。这种超过衍射极限的精确馈送可以导致远场中单向散射的动态控制。入射奇异波束的偏振不连续性与天线附近的快速相位变化相结合，导致远场散射对深亚波长尺度位移的显著敏感性。提出了一种基于奇异光学与纳米天线相互作用的远场深亚波长位置探测方法。
2016-03-21 physics.optics
Optical Nano-antennas
本报告关注各种形式的光学纳米天线，如金属纳米棒，十字形纳米颗粒和孔径，周期性元表面，如孔阵列和靶心结构。介绍了它们在波分复用/解复用、整形辐射图案和透射光的偏振态、基于折射率的传感、增强邻近量子发射体的辐射衰减速率等方面的应用以及实现这些效应的新方法。
2020-03-12 physics.optics
One-way optical waveguides for perfectly matched non-reciprocal nano-antennas with dynamic beam tuning
沿传统波导传播的光信号在波导终端处被反向反射。如果波导只允许单向传播，则不会发生这种背反射;光信号几乎100%转换为辐射模式。因此，端接的单向波导可以用作具有自然引导和馈送机制的匹配纳米天线。我们研究了最近提出的纳米尺度单向等离子体波导的终止效应，并显示了其作为匹配纳米天线的特性。由于单向结构本质上是不可逆的，我们的天线具有不同的发射和接收模式，以及动态波束形成功能。这些独特的属性提供了新的可能性，动态方向的选择性，不同的发射和接收操作。最后，新概念提供了纳米天线作为非互易纳米光子学的另一个重要应用领域，加速了对前者和后者活动领域的研究。
2011-10-16 physics.optics
Deterministic spatio-temporal control of nano-optical fields in optical antennas and nano transmission lines
我们表明，脉冲整形技术可以应用于定制的超快时间响应的强烈限制和增强的光学近场的谐振光学天线（ROA）的馈电间隙。使用有限差分时域（FDTD）模拟，然后进行傅里叶变换，我们得到的纳米结构在频域中的脉冲响应，这允许获得其时间响应任何任意脉冲形状。我们应用该方法来实现确定性的最佳时间场压缩ROA的对称性降低，并在两线传输线连接到一个对称的偶极天线。这里所描述的方法将是重要的实验，涉及相干控制场的传播在纳米光子结构和光诱导过程中的纳米尺度的体积。
2008-07-30 physics.optics
Enhancement of Terahertz Photoconductive Antennas and Photomixers Operation by Optical Nanoantennas
光电导天线和光电混合器是非常有前途的太赫兹辐射源，广泛用于生物物体的光谱学、表征和成像、深空研究、表面扫描和潜在危险物质的检测。这些天线结构紧凑，可以在室温下产生超宽带脉冲和可调谐连续波太赫兹信号，而不需要高功率光源。然而，这样的天线相应地具有相对低的飞秒激光脉冲或两个接近的泵浦波长（光混合器）到脉冲和连续太赫兹辐射的能量转换效率。最近，已经提出了一种解决这个问题的方法，其涉及应用于太赫兹光电导天线和光混合器的纳米光子学的已知方法。该方法包括使用光学纳米天线来提高天线间隙中的泵浦激光辐射吸收的效率，减少光激发载流子的寿命，以及提高天线热效率。这篇评论的目的是系统化的所有研究人员在这一有前途的领域的混合光太赫兹光电导天线和光混频器。
2016-07-25 physics.optics
Interferometric evanescent wave excitation of nano-antenna for ultra-sensitive displacement and phase metrology
提出了一种基于纳米天线干涉倏逝波激励的超灵敏位移和相位测量方法。我们表明，与适当选择的纳米天线，微小的位移或相对相位变化可以转换成敏感的散射方向变化的傅立叶$k$空间。这些变化源于干涉倏逝波内虚坡印廷矢量取向的强位置依赖性。使用强倏逝驻波，在纳米天线的零散射方向上实现了高灵敏度，该方向在长范围内随位移线性变化。利用弱倏逝波干涉，可以对所选位置附近的微小位移或相位变化达到更高的灵敏度。所提出的方法的高灵敏度可以形成许多应用的基础。
2018-06-12 physics.optics
Design and performance of a terahertz photoconductive antenna with nano-crossfinger structure
提高光电导天线（PCA）的太赫兹（THz）辐射功率和/或光-太赫兹转换效率被广泛认为是THz领域最具吸引力和挑战性的任务之一。在这项工作中，太赫兹PCA的设计与纳米交叉指结构的有源区提出。采用基于全波模型的时域有限差分法计算了该PCA的THz辐射特性。作为比较，PCA与纳米指结构，承诺增强THz辐射比传统的PCA也进行了数值分析。结果表明，纳米交叉指PCA可以辐射甚至更高的太赫兹场比纳米指PCA，主要是由于增强的偏置场内的纳米结构。
2014-08-04 physics.optics
Dielectric microsphere coupled to a plasmonic nanowire: A self-assembled hybrid optical antenna
混合介观结构可以将介电光学共振与等离子体激元极化激元结合起来，在芯片级纳米光通信和传感中具有重要意义。这项实验研究展示了如何将荧光微球耦合到银纳米线上，作为远程激发的光学天线。为了实现这种结构，自组装方法被用来耦合荧光二氧化硅微球到一个单一的银纳米线。通过在纳米线的一端激发传播的表面等离子体激元，实现了微球的斯托克斯位移回音壁模式（WGM）的远程激发。使用傅立叶平面光学显微镜研究了WGM介导的荧光发射，并对天线的极向和方位发射角进行了量化。有趣的是，银纳米线的厚度被证明有直接的分支上的角发射模式，从而提供了一个设计参数来调谐天线特性。此外，通过采用三维数值模拟，电近场的微球和纳米线之间的间隙结映射，和纳米线耦合到微球的模式被识别。这项工作提供了一种自组装的光学天线，结合了介电光学共振与传播等离子体激元，并可以利用在混合非线性纳米光子学和单分子遥感。
2019-10-09 physics.optics
Photothermal Single Particle Microscopy
光热显微镜最近补充了单分子荧光显微镜的检测单个纳米物体的吸收。光热技术通过利用吸收纳米物体周围的热诱导折射率变化来获得其优越的灵敏度。许多新的应用，纳米粒子，纳米棒，甚至单分子已被报道，所有的事实，即光热显微镜是一个消光测量的热诱导折射率分布。在这里，我们表明，从单个分子/粒子产生光热信号的实际物理机制是从根本上不同于假设的消光测量。结合光热显微镜，光散射显微镜以及精确的米氏散射计算单个金纳米粒子，我们揭示了检测机制定量解释的纳米透镜效应的长范围的折射率分布。研究结果为单分子吸收显微镜的进一步发展和定量应用奠定了基础。
2011-05-19 physics.optics
Highly efficient ultra-broad beam silicon nanophotonic antenna based on near-field phase engineering
光学天线是光学相控阵（OPA）和自由空间光学互连中的基本元件。光学天线设计中的一个突出挑战在于同时实现高辐射效率、超紧凑的基底面和宽辐射角，这是具有宽转向范围的密集2D OPA所需的。在这里，我们展示了一个全新的概念，基于近场相位工程的纳米光子天线。通过在夫琅和费变换中引入一个特定的近场相位因子，远场光束被展宽到衍射极限之外。我们使用横向交错的亚波长光栅纳米结构来控制近场相位。该天线的辐射效率为82%，尺寸为3.1 μ m * 1.75 μ m，纵向和横向的超宽远场波束宽度分别为52°和62°。这种前所未有的设计性能是通过在300 nm SOI平台中的单蚀刻光栅纳米结构实现的。
2022-09-01 physics.optics
Comment on "Far-field microscopy with a nanometer-scale resolution based on the in-plane image magnification by surface plasmon polaritons"
这是一个小的评论有关的工作，由Szaninov等人。在物理评论Lett.94，057401（2005）。
2010-02-03 physics.optics
High Sensitivity Terahertz Detection through Large-Area Plasmonic Nano-Antenna Arrays
University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
针对传统等离子体光电导天线工作带宽受限的问题，提出基于大面积等离子体光电导纳米天线阵列的宽带太赫兹探测技术，兼具纳米级强光-太赫兹相互作用、宽带宽、抗光束失准特性，实现了107 dB的高信噪比探测。
2016-12-24 physics.optics
Watching charge separation in nanoantennas by ultrafast point-projection electron microscopy
观察电子在自然纳米长度和飞秒时间尺度上的运动是当代超快科学的一个基本目标和公开挑战。目前，光学技术和电子显微镜主要提供时空或空间分辨率，然而，与时空分辨率相结合的显微镜技术需要进一步发展。在这里，我们创建一个超快电子源等离子体纳米聚焦在尖锐的金锥，并实现在超快点投影电子显微镜这个源。该源用于光泵-电子探针实验，研究纳米等离子体天线的超快光电发射。我们发现，真正的空间运动的光发射电子和金属中的剩余空穴探测与20 nm的空间分辨率和25 fs的时间分辨率。这是一个迈向时间分辨显微镜的电子运动在纳米结构。
2018-01-20 physics.optics
Highly efficient and broadband wide-angle Holography Using Patch-Dipole Nano-antenna Reflectarrays
我们展示了宽角度，宽带和高效的反射全息利用耦合偶极贴片纳米天线单元施加任意相位分布的反射光。高保真度图像以相对于入射光的450 °和200 °的角度投射，在超过180 nm的光学带宽上效率在40%-50%之间。在很宽的光谱范围内发现与理论预测的极好的一致性。这种反射阵列的演示为扩大大角度全息术的极限开辟了新的途径。
2017-02-08 physics.optics
Spectral behavior of localized plasmon resonances in the near- and far-field regimes. Comment on The spectral shift between near- and far-field resonances of optical nano-antennas
在Menzel等人最近的一篇论文中（Opt. Exp. 22，9971（2014）），其作者分析了远场和近场区域之间的金属纳米天线的等离子体共振的光谱红移效应。在这里，我们证明了他们对这种效应的解释与最近在Langmuir 29，6715（2013）中报道的观点相同;然而，前者是不完整的，需要一些注释和澄清，需要额外的相关概念和物理意义的论点。
2014-07-16 physics.optics
Polarization control with plasmonic antenna-tips: A universal approach for optical nano-crystallography and vector-field imaging
控制线性和非线性光学光谱中的传播和偏振矢量使得能够探测光学响应的各向异性，从而在光学成像中提供结构对称性选择性对比度。在这里，我们提出了一种新的倾斜天线针尖的方法来控制光矢量场打破针尖增强近场显微镜中的纳米探针的轴对称性。这产生了局部等离子体天线效应，其具有显著增强的光场矢量，同时控制\textit{in-plane}和\textit{out-of-plane}分量。我们使用由此产生的矢量场特异性的对称性选择性非线性光学响应的二次谐波产生（SHG）的光学纳米晶体学和成像的一般方法。在尖端增强的单层MoS $_2$薄膜和单晶铁电YMnO $_3$的SHG成像，我们揭示了纳米晶体的细节域边界和域拓扑结构增强的灵敏度和纳米级的空间分辨率。该方法适用于任何各向异性的线性和非线性光学响应，并提供了分子或量子材料的光学纳米晶体成像。
2018-01-10 physics.optics
Highly tunable ultra-narrow-resonances with optical nano-antenna phased arrays in the infrared
我们报告了我们最近在追求高品质因子（高Q因子）等离子体共振，垂直对齐的二维（2-D）周期性纳米棒阵列的发展。2-D垂直对准的纳米天线阵列可以具有从近红外到太赫兹范围任意变化的高Q谐振，因为纳米棒的天线谐振通过材料性质、纳米棒的长度和相对于晶格表面的正交偏振方向是高度可调的。高Q值与小的光学模体积相结合给出了非常高的Purcell因子，这可能潜在地应用于各种增强的非线性光子学或光电子器件。纳米棒周围的“热点”可以很容易地收获，因为不需要指数匹配。随着环境折射率的变化，共振保持其高Q因子，这是分子传感的极大兴趣。
2014-11-14 physics.optics
Resonant bowtie aperture nano-antenna for the control of optical nanocavities resonance
扫描近场光学显微镜（SNOM）已成功地微调光子晶体（PC）纳米腔的光学特性。到目前为止提出的SNOM纳米探针允许对PC结构的共振峰进行红移或蓝移。本文从理论上论证了用单个SNOM探针实现光子晶体腔共振红移（达+0.65nm）和蓝移（达$-5$ ~nm）的可能性。该探针是通过在金属涂层尖端的尖端打开蝴蝶结孔径纳米天线（BNA）获得的。这种双向PC可调谐性是BNA共振（导致红移的感应电偶极子）和金属涂层尖端（引起蓝移的感应磁偶极子）对PC模式体积的影响之间竞争的结果。通过简单地控制尖端到PC的距离来修改光谱偏移的符号。该研究为高品质因数光学腔谐振波长的后期控制开辟了道路。
2015-03-20 physics.optics
Tailorable optical scattering properties of the V-shaped plasmonic nano-antennas: a computationally efficient and fast analysis
介绍了一种基于宏基函数（MBF）方法的高效计算方案，分析了平面波在V形等离子体光学纳米天线上的散射。研究了对称和反对称激励下的极化电流和散射场。我们研究了如何通过改变入射平面波的偏振态和几何参数来调整等离子体振子V形纳米天线的谐振频率。本文提出的计算模型比市售有限方法快几个数量级，并且还能够表征由纳米棒的结和弯曲组成的其他纳米天线。
2015-01-04 physics.optics
Dynamically controlled plasmonic nano-antenna phased array utilizing vanadium dioxide
我们提出并理论分析了一种方法，用于实现可调谐光学相控阵天线，利用VO2的电子波束转向应用在近红外光谱范围内的属性。该设备是基于一个一维阵列的槽纳米天线刻在一个薄的Au膜上生长的VO2层。通过在器件上引起温度梯度来获得调谐，这改变了VO2的折射率，并因此通过在下面的PCM层内产生热梯度来修改包括阵列的元件的相位响应。使用一个10元阵列，我们表明，入射光束可以转向到相对于正常的，通过施加一个梯度小于10°C。
2017-02-08 physics.optics
Excitation of whispering gallery modes with a "point-and-play", fiber-based, optical nano-antenna
我们演示了激发和检测回音壁模式的光学微谐振器使用“点和播放”，基于光纤的，光学纳米天线。耦合机制是基于腔增强的瑞利散射。所收集的光谱呈现出洛伦兹下降、法诺形状或洛伦兹峰，耦合效率约为13%。光谱的特征在于耦合间隙，偏振，和光纤尖端位置。该耦合方法简单、成本低，并且最重要的是，\textit{Q}因子可以在宽耦合范围内保持在$10^8$，从而使其适合于计量、感测或腔量子电动力学（cQED）实验。
2019-06-24 physics.optics
Adding a spin to Kerker's condition: arbitrary scattering direction tuning of nano-antennas with designed excitation
我们描述了一种控制高折射率电介质纳米球定向散射的方法，该方法利用方位角极化相位涡旋和径向极化光束的独特聚焦特性，在纳米球内独立地激发自旋磁偶极子和垂直于磁偶极子的线性极化电偶极子模式。我们表明，通过简单地调整光学系统的出射光瞳上的场的相位和振幅，纳米球的散射可以被调谐到平面内的任何方向，并且该方法在宽的波长范围内工作。
2016-12-05 physics.optics
Determination of electric field, magnetic field, and electric current distributions of infrared optical antennas: A nano-optical vector network analyzer
除了电场E（r）之外，相关的磁场H（r）和电流密度J（r）表征任何电磁设备，从而提供对天线耦合和互阻抗的洞察。我们演示了在干涉零差散射型扫描近场光学显微镜（s-SNOM）中实现的用于获得E（r）、H（r）和J（r）的射频矢量网络分析仪的光学模拟。该方法是普遍适用的，并证明了在中红外线的线性耦合偶极天线的情况下。具有纳米空间分辨率和全相位和振幅信息的底层3D矢量电近场分布E（r）的确定通过相对于通过聚焦离子束铣削和纳米CVD制造的E-平行和E-垂直具有选择性的探针尖端的设计来实现。
2010-05-31 physics.optics
Electrically-driven optical antennas
与无线电波天线不同，光学纳米天线到目前为止还不能由发电机供电。相反，它们由光或通过其附近的光学活性材料驱动。在这里，我们展示了直接电驱动的光学纳米天线具有原子级的饲料差距。在施加电压时，电子穿过馈电间隙的量子隧穿产生宽带量子散粒噪声。它的光频成分被天线有效地转换成光子。我们表明，发射的光子的属性是完全由天线结构控制，天线提高量子效率高达两个数量级的非共振参考系。我们的工作代表了一个新的范例，在纳米尺度上的电子和光子接口，例如，芯片上的无线数据通信，电驱动的单光子和多光子源，以及无背景的线性和非线性光谱和传感与纳米分辨率。
2015-02-17 physics.optics
Near-field optical microscopy with a nanodiamond-based single photon tip
我们介绍了一个点状扫描单光子源，在室温下工作，并提供了一个特殊的光稳定性（无闪烁，无漂白）。这是通过以受控的方式在光学探针的顶点处接枝具有单个氮空位色心占据的金刚石纳米晶（尺寸约20 nm）来获得的。作为一个应用，我们在近场成像金属纳米结构，从而实现了近场扫描单光子显微镜在室温下的长期工作。我们的工作可能对纳米科学的各个新兴领域都很重要，这些领域需要量子发射体的准确定位，例如量子等离子体激元学。
2009-09-08 physics.optics
Resolution and enhancement in nanoantenna-based fluorescence microscopy
单个金纳米颗粒可以作为纳米天线，用于增强发射体在其近场中的荧光。在这里，我们提出了实验和理论研究的扫描天线为基础的荧光显微镜作为金纳米粒子的直径的函数。我们研究荧光增强和空间分辨率之间的相互作用，并讨论了在致密样品中破译单分子的要求。实验证明，分辨率优于20 nm和荧光增强高达30倍。通过在时域有限差分计算中考虑尖端轴和样品界面，我们解释了为什么测得的荧光增强在界面的存在下比均匀环境中预测的值更高。
2009-10-29 physics.optics
Characterization of a circular optical nanoantenna by nonlinear photoemission electron microscopy
我们报告了一个先进的圆形等离子体纳米天线超快激发下，使用非线性光电子显微镜（PEEM）在近垂直入射的调查。圆形纳米天线通过支撑光栅增强其性能，并从金膜中研磨出来。所考虑的天线示出了一个复杂的物理谐振行为，是理想的，以证明PEEM的等离子体激元效应的实验研究的可能性在纳米尺度上。场分布的天线谐振的入射场的两种可能的线性极化测量具有高的空间分辨率。此外，向外传播的汉克尔等离子体，这也是激发的结构，进行了测量和分析。我们将我们的研究结果与隔离等离子体纳米盘谐振器的测量结果和扫描近场光学显微镜（SNOM）测量结果进行比较。所有的结果都与数值模拟以及本文中讨论的解析模型非常一致。
2015-08-14 physics.optics
Optical antennas as nanoscale resonators
纳米技术的最新进展使我们能够制造亚波长结构，其功能为天线，用于改善光能与纳米级物质的交换。我们描述了光学天线的主要特点，以提高量子发射器和审查的设计，增加了自发发射率的数量级从紫外线到近红外光谱范围。为了进一步探索光学天线如何导致前所未有的光-物质相互作用机制，我们绘制了金属纳米颗粒，无线电波天线和光学谐振器之间的关系。我们的分析指出了光学天线如何发挥纳米级谐振器的作用，以及这些天线如何为最先进的微腔提供独特的机会。
2011-11-05 physics.optics quant-ph
Long-range three-dimensional tracking of nanoparticles using interferometric scattering (iSCAT) microscopy
本文提出一种基于iSCAT显微术的稳健高效三维定位算法，将纳米颗粒追踪轴向范围从数百纳米扩展到数十微米，并实现对10 nm金颗粒在5 μs时间分辨率下的纳米级轴向定位。
2024-01-23 physics.optics
Electromechanically Tunable Suspended Optical Nano-antenna
将机械自由度与等离子体共振耦合在光机械、传感和有源等离子体中具有潜在的应用。在这里，我们展示了一个悬浮的两线等离子体纳米天线作为一个纳米静电计。天线导线通过细导线被支撑和电连接，而不干扰天线谐振。当施加电压时，在两个天线导线上感应相等的电荷。由此产生的排斥库仑力和恢复弹性弯曲力之间的平衡使我们能够精确地控制间隙的大小。因此，悬浮光学纳米天线（SONA）的谐振波长和场增强可以可逆地调谐。我们的实验突出了实现大带宽光纳机电系统（NEMS）的潜力。
2016-01-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Highly sensitive and selective sugar detection by terahertz nano-antennas
碳水化合物的分子识别和区分是重要的，因为碳水化合物在大多数生物体中对于能量代谢和细胞间通讯起着重要作用。然而，由于在物理或化学特征上缺乏显著区别，很难识别或区分各种碳水化合物分子。尽管已经做出了相当大的努力来开发选择性地使用化学受体或系综阵列的单个碳水化合物的传感平台，但是它们的检测和辨别极限在毫摩尔浓度范围内一样高。在这里，我们展示了一种高灵敏度和选择性的检测方法，用于使用基于纳米缝隙天线阵列的传感芯片，在太赫兹频率范围内工作的碳水化合物分子的歧视。这种THz超材料传感工具可以识别各种类型的碳水化合物分子，分子浓度范围很广。通过纳米天线的强局部化和增强的太赫兹传输可以有效地增加分子吸收截面，从而即使在低浓度下也能够检测这些分子。通过太赫兹光谱和透射率图像验证了纳米天线传感芯片的性能。各种碳水化合物的筛选和鉴定可以应用于测试，甚至具有高灵敏度和选择性的真实市场饮料。
2015-06-28 physics.optics
Design of a Monopole Antenna Based Resonant Nanocavity for Detection of Optical Power from Hybrid Plasmonic Waveguides
提出了一种新型的等离子体波导耦合纳米腔与一个天线的混合等离子体波导本地化的光功率，并随后将其转换为电流。纳米腔被设计为法布里-珀罗波导谐振器，而微带天线由直接安装在波导终端的金属部分上的金属纳米棒制成，该金属部分充当导电接地。纳米腔与夹在天线和地面之间的天线馈电重合。来自波导的最大功率可以通过天线中以及纳米腔中的场谐振耦合到纳米腔中并在纳米腔中被吸收。模拟结果表明，在体积为220 × 150 × 60 nm $^3$的锗填充纳米腔中，可以吸收42%的光功率。该设计可以在纳米级光探测、亚波长光聚焦和操纵以及传感方面找到应用。
2013-12-31 cond-mat.mes-hall physics.optics
Relating localized nanoparticle resonances to an associated antenna problem
我们在概念上统一的描述存在于金属纳米粒子和光学纳米线天线的共振。为此，纳米天线被视为一个法布里-珀罗谐振器与任意的半纳米粒子形成的终端。我们表明，这些纳米粒子的准静态偶极共振的频率与频率相一致的基本传播等离子体激元模式的复反射系数的相位在电线终端金额为$π$。因此，即使对于可忽略的线长度，也发生光学线天线的最低阶法布里-珀罗谐振。这种方法可以用来容易地计算任意形状的纳米粒子的谐振频率，或通过改变它们的终止来调谐纳米天线的谐振。
2010-10-14 physics.comp-ph physics.optics
Terahertz nano antenna enabled early transition in VO2
研究了太赫兹波在纳米图形二氧化钒薄膜中的传输特性。发现图案化允许降低表观转变温度。对于最小宽度的纳米天线的情况，转变温度相对于裸膜低多达10度，使得纳米图案化的滞后曲线完全将它们自己与它们的裸膜对应物分离。这种早期的转变来自于纳米天线使有效介电常数提高了一个数量级。这一现象开辟了转变温度工程的可能性。
2012-08-16 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Raman signal-enhancement and broadening with graphene-coated diamond-shape nano-antennas
我们使用宽带菱形天线，其带宽可以覆盖泵浦激光和散射模式之间的频率范围，结合均匀沉积的石墨烯测试膜。
2013-09-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nano antennas array for improving the light emission rate of organic phosphorescence
在本文中，我们提出了如何纳米天线阵列的基础上，铝和金成功地提高了磷光发射率的铱-聚吡咯（Irppy 3）和铂-八乙基-卟啉（PtOEP）的解决方案-这是常用的有机发光二极管（OLED）器件中的活性层。使用电子束光刻，纳米天线被嵌入这些有机溶液中，并进行了实验室测量。有机溶液的激子寿命降低了15%，而由于OLED内部和提取效率的提高，光致发光提高了10%。
2019-10-25 physics.app-ph physics.optics
Spectral tunability of a plasmonic antenna with a dielectric nanocrystal
我们表明，纳米长度尺度的电介质对象，如金刚石纳米管，在附近的金领结纳米天线的定位可以用来调谐等离子体激元模谱的线宽的顺序。我们进一步表明，在纳米级粗糙度的存在下，金的本征发光增强有效地耦合到等离子体激元模式，并进行相同的偏振各向异性。我们的研究结果有直接的影响腔量子电动力学相关的应用混合天线发射复合物。
2011-05-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical Antenna-based Fluorescence Correlation Spectroscopy to Probe the Nanoscale Dynamics of Biological Membranes
活细胞的质膜在从纳米尺度到中尺度的多个空间尺度上被划分。这种非随机组织对于大量细胞功能至关重要。在纳米尺度上，细胞膜组织成富含胆固醇、鞘脂和某些类型蛋白质的动态纳米组装体。研究这些被称为脂筏的纳米组装体在基础细胞生物学中具有至关重要的意义。然而，这一目标需要同时纳米空间精度和微秒时间分辨率，这是普通显微镜无法达到的。基于金属纳米结构的光学天线有效地增强和限制光到纳米尺寸，突破了光的衍射极限。在这个角度来看，我们讨论了最近的进展相结合的光学天线与荧光相关光谱（FCS），以监测微秒级的动态在纳米尺度的空间尺寸。这些新的发展提供了许多机会，研究脂质和蛋白质的动态模拟和天然生物膜。
2017-12-19 physics.bio-ph physics.optics
Nanorod optical antennas for dipolar transitions
光学天线将物体与光联系起来。在这里，我们分析金属纳米棒天线作为腔体与可变的反射系数，通过天线模式的辐射来获得偶极跃迁的相互作用。所提出的分析模型准确地描述了完整的发射过程，并总结在一个相位匹配方程。我们展示了天线模式如何演变，因为它们变得越来越多的约束，即等离子体。结果说明了为什么有效的天线不应该太等离子体激元，以及如何subradiant甚至模式可以演变成弱相互作用的暗模式。我们的描述对于纳米棒与光的相互作用是有效的，因此具有广泛的适用性。
2009-12-10 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Enhancement of molecular coherent anti-Stokes Raman scattering with silicon nano-antennas
表面增强相干反斯托克斯拉曼散射（SE-CARS）利用金属纳米结构上的表面等离子体共振来放大目标分子的相干拉曼响应。虽然这些金属天线在SE-CARS研究中取得了重大成功，但在超快激发下纳米天线的光致形态变化在稳定性和可再现性方面引入了重大障碍。这些障碍需要克服，以建立SE-CARS作为快速生物分子传感的可靠工具。在这里，我们通过执行分子CARS测量来解决这一挑战，该测量由具有更有利的热性能的高折射率介电颗粒制成的纳米天线增强。我们提出了第一个实验演示增强分子CARS信号观察Si纳米天线，它提供了更好的热稳定性相比，他们的金属同行。
2022-05-25 physics.chem-ph physics.optics
Near-field imaging of plasmonic nanopatch antennas with integrated semiconductor quantum dots
在过去的十年中，包含数百皮米到几纳米厚的介电间隙的等离子体纳米贴片天线引起了越来越多的关注，因为它们将电磁场限制在严重的亚衍射限制体积内。对限制在这些等离子体腔中的激子和色心的光学性质的实质性控制已经用远场光学光谱法证明，但是近场光学光谱法对于改善对纳米级等离子体-发射体相互作用的理解是必不可少的。在这里，我们的特点与阴极发光显微镜孤立的纳米贴片天线的强度和相位分辨等离子体响应。此外，我们探讨耦合等离子激元异质结构的光学和电子束光谱之间的区别，以确定未来的纳米级表征和控制的混合纳米光子结构的限制和机会。虽然我们在时间分辨光致发光光谱中观察到大量的Purcell增强，但在混合纳米光子结构的阴极发光光谱中观察到可忽略的Purcell增强。电子束和激光激发的测得的Purcell增强的实质性差异可以理解为这些互补实验的不同选择规则的结果。这些结果为纳米贴片天线中的近场等离子激元-激子相互作用提供了一个全新的理解，这对无数新兴的量子光子器件至关重要。
2021-08-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Comparison of electromagnetic field solvers for the 3D analysis of plasmonic nano antennas
等离子体纳米天线在光学频率下非常有吸引力，这是由于它们的强共振-即使当它们的尺寸小于波长时-并且由于它们的极端场增强潜力。这样的天线可以应用于生物纳米颗粒的感测以及用于单分子检测。由于金属在光频下的大量材料损耗和强色散，等离子体天线的数值分析是非常苛刻的。当利用纳米颗粒之间的非常窄的间隙来增加场增强时，会引起额外的困难。在本文中，我们讨论了时域求解器，即FDTD和FVTD的主要困难，我们比较了各种频域求解器，即商业有限元软件包JCMsuite，Comsol，HFSS，微波工作室与半解析MMP代码，可用作参考，由于其收敛速度快，精度高。
2010-02-12 physics.comp-ph physics.optics
Second-Harmonic Generation Enhancement by Film-Coupled Plasmonic Nanopatch Antennas With Integrated Quantum Emitters
等离子体纳米腔已被证明是一种强大的光学平台，用于将光限制在远小于衍射极限的长度尺度上。腔模体积内的增强的电磁场实现了导致线性和非线性光学机制中的应用的多种显著效果。在这项工作中，我们展示了增强的二次谐波产生从个人等离子体纳米贴片天线，通过分离银纳米立方体从一个光滑的金膜，使用一个子10纳米氧化锌间隔层形成。当纳米贴片天线在其基本等离子体激元频率下被激发时，观察到二次谐波产生波的强度增加了10^4倍。此外，通过集成在基频处具有吸收能量的量子发射器，观察到具有19 meV的拉比分裂能量的二阶非线性激子-极化激元强耦合响应。因此，使用纳米贴片天线的非线性频率转换提供了一个很好的平台，在弱耦合和强耦合制度，这将有很大的潜力，在光学工程和信息处理的应用中的光-物质相互作用的非线性控制。
2022-03-13 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Nanosecond microscopy with a high spectroscopic resolution
我们展示了相干反斯托克斯拉曼散射（CARS）显微镜在宽场设置与纳秒激光脉冲激发。与共焦设置相比，可以用单对激发脉冲记录样品的图像。为此目的，激发几何形状被特别设计，以满足整个样品区域上的相位匹配条件。该方法的光谱、时间和空间灵敏度通过在纳秒时间尺度上对测试样品（即向日葵种子中的油囊泡）进行成像来证明。该方法在3纳秒内提供快照成像，光谱分辨率为25波数（cm $^{-1}$）。
2005-12-23 physics.bio-ph physics.optics
On-chip visible light communication-band metasurface modulators with niobium plasmonic nano-antenna arrays
我们介绍了基于铌（Nb）金属等离子体纳米天线阵列的芯片集成可见光通信波段调制器。我们的等离子体纳米器件对入射可见光的偏振和它们的亚波长纳米级构建块的几何参数提供了很强的灵敏度。此外，它们在室温下在谐振波长λ = 716 nm处提供调制深度MD = 60%的光学调制特性。通过设计Nb纳米器件阵列的光响应，我们观察到在谐振波长λ= 650 nm处的最大消光A（λ）= 1- R（λ）= 95%。我们的研究结果表明，集成的Nb纳米天线阵列器件可以被认为是合适的平台，用于实现芯片级光电子器件接口低温量子线路，和基于光纤的通信系统，应用在量子计算，量子通信和量子处理。
2021-07-21 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Leakage radiation microscopy of surface plasmons launched by a nanodiamond-based tip
薄的金膜的泄漏辐射显微镜展示了附接到光学尖端的顶点上的荧光金刚石纳米颗粒的集合作为有效的近场表面等离子体激元发射器的能力。在近场扫描光学显微镜中实现基于纳米金刚石的尖端将允许对发射位置进行精确控制，从而为扫描等离子体开辟道路。
2011-06-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Nano antenna-assisted quantum dots emission into high-index planar waveguide
本文研究在TiO₂平面波导上利用Yagi-Uda纳米天线实现量子点发射的定向耦合，通过射频尺寸缩放与全数值模拟优化设计，实验验证了天线效应并估算了耦合效率和方向性。
2024-02-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical ultracompact directional antenna based on a dimer nanorod structure
控制光发射器的方向性对于其在通信和生物传感设备中的应用至关重要。金属纳米天线已被证明会影响附近发射器的激发和发射特性，包括其发射的方向性。在这方面，基于Yagi-Uda设计的光学定向纳米天线已在可见光范围内得到证明。尽管这一令人印象深刻的概念证明，它们的整体尺寸和相当数量的元件代表了在纳米光子应用中利用这些天线以及将它们并入光子芯片的障碍。为了应对这些挑战，我们研究了一种替代设计。特别是，我们数值演示了基于两个平行的金纳米棒（并排二聚体）的超紧凑光学天线的单向性。我们的结果表明，通过放置在近场中的发射器激发反相模可以导致单向发射。此外，为了验证这种设计的可行性，我们研究了几个参数，如纳米棒的形状，二聚体组装中可能存在的缺陷，以及发射极的不同位置和方向对方向性的影响。我们的结论是，这种设计是强大的变化，使其实验上可以实现。
2022-04-05 physics.app-ph physics.optics
Multi-slot optical Yagi-Uda antenna for efficient unidirectional radiation to free space
等离子体纳米天线是纳米光子学中能够引导辐射或增强量子发射体的跃迁速率的关键元件。缝隙型磁偶极纳米天线是典型电偶极型天线的互补结构，很少受到关注，使得它们的天线特性在很大程度上未被探索。本文提出了一种新型的磁偶极子馈电多缝隙光学八木宇田天线。通过工程的相对相位的相互作用的表面等离子体激元之间的槽元件，我们表明，光学天线具有高度单向辐射到自由空间。基于槽的磁性纳米天线的独特功能提供了实现集成功能的新可能性，例如通过作为未来的光学通孔工作从一个波导到另一个波导的能量传输。
2013-08-16 cond-mat.mes-hall physics.optics
Surface plasmon resonance spectroscopy of single bowtie nano-antennas using a differential reflectivity method
我们报告的结构和光学性质的个别蝴蝶结纳米天线的玻璃和半导体GaAs基板上。玻璃（GaAs）上的天线被证明是优良的品质和高均匀性反映了窄的尺寸分布与标准偏差的三角形和间隙尺寸的$σ_s^{glass}=4.5nm$（$σ_s^{GaAs}=2.6nm$）和$σ_g^{glass}=5.4nm$（$σ_g^{GaAs}=3.8nm$），分别。通过差分反射光谱研究的各个纳米天线的相应的光学性质示出了局部表面等离子体激元共振线宽从$0.21eV$到$0.07eV$的强烈减少后，减少天线尺寸从$150nm$到$100nm$。这归因于与纳米天线集合的光学测量相比不存在不均匀的加宽。使用偏振分辨光谱证明了单个蝴蝶结纳米天线的粒子间耦合，其产生强烈局部化和增强的电磁热点，产生大程度的$ρ_{max}\sim80\%$线性偏振。高度可再现的纳米纤维与快速、非破坏性和非污染性的光学光谱学的结合为未来基于生物传感器的纳米等离子体电路铺平了道路，该电路由多个光子和等离子体实体组成。
2016-02-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Small Gold Nanorods with Tunable Absorption for Photothermal Microscopy in Cells
在过去的十年中，单分子光学显微镜已成为解读细胞环境中复杂分子过程的黄金标准方法。[1-3]单分子荧光显微镜具有应用方便、灵敏度高、侵入性低和多功能等优点。然而，其具有与有机染料分子[4]和自体荧光蛋白[5-7]的光稳定性差以及与在活细胞应用的背景下半导体纳米颗粒的相对大的尺寸相关的一些缺点。[4，8，9]由于受限细胞区域中的空间位阻效应，功能性生物标志物的总体大小是任何成像方法的一般问题。具有高度光稳定性的小型红移纳米发射器目前还不可用，而它们将结合生物组织中最好的物理和光学穿透特性。虽然单分子吸收显微镜早期用于在低温下检测单分子[10]，但只有随着光热显微镜的出现[11，12]，吸收显微镜的实际应用才在单分子研究中得到发展。光热成像（PhI）
2017-11-13 physics.bio-ph physics.optics
Point-projection microscopy of nano-localized photoemission currents at sub-40 femtosecond time scales
飞秒点投影显微术（fs-PPM）是一种具有高时空分辨率和对局部电场敏感性的电子显微术。这使得它能够可视化复杂纳米材料中的超快载流子动力学。我们通过对银纳米线的多光子电离产生的载流子的超快动力学成像来基准测试fs-PPM技术的能力。光电子的空间电荷驱动运动在\mbox{sub-100} \，nm长度尺度上进行跟踪，而动力学则在30-100 fs时间尺度上捕获。还观察到光电子喷射后银纳米线中电子空穴的积聚，即正电荷。观察到的最快的光电子时间响应为33 fs（FWHM），这代表了仪器响应函数的上限估计，并且与基于模拟的13 fs的预期电子波包持续时间一致。
2018-03-05 physics.app-ph physics.optics
Plasmonic nanoparticle monomers and dimers: From nano-antennas to chiral metamaterials
我们回顾了光与等离子体纳米粒子相互作用背后的基本物理。系统地研究了光在单金属粒子（等离子体单体）和两相互作用粒子（等离子体二聚体）上散射的理论基础。有效粒子的磁化率（极化率）的表达式推导，这些结果的应用等离子体纳米天线概述。在长波长极限下，计算了等离子体二聚体阵列的有效宏观参数。这些参数可归因于对应于纳米颗粒的稀排列的有效介质，即，其中等离子体单体或二聚体具有“元原子”功能的超材料。结果表明，由棒状粒子组成的平面二聚体一般具有椭圆二向色性，可作为平面手性超材料的原子。所提出的棒状二聚体几何结构的制造简单性可用于在光学领域中设计更具成本效益的手性超材料。
2011-04-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spontaneous hot-electron light emission from electron-fed optical antennas
纳米电子学和光子学是最有前途的研究领域之一，为数据传输和信号处理提供功能性纳米元件。通过采用基于金属的光学天线作为颠覆性技术工具，我们证明了这两种设备生成技术可以相互连接，以创建电子驱动的自发射单元。这种纳米级等离子体发射器通过在接触的隧道天线馈电间隙中注入电子来操作。在一定的操作条件下，我们表明，天线进入一个高度非线性的制度，其中所发射的光子的能量超过所施加的偏压的量子限制。我们提出了一个模型的基础上自发发射的热电子，正确地再现了实验结果。这里描述的电子馈电光学天线是用于连接电子和光子的关键器件，因此能够开发用于纳米级信息的片上无线广播的光学收发器。
2015-07-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
