导读:本文包含了消逝场论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:等离子体,光纤,表面,传感器,光谱,波导,吸收光谱。
消逝场论文文献综述
陈立恒[1]（2018）在《基于微纳光纤消逝场耦合的飞牛光力测量与应用》一文中研究指出光力是指光与介质发生动量交换时产生的力,而目前介质中光动量和光力的形式依旧存在争论。光力的准确测量将对光动量形式的确定提供重要的实验依据,因此对光力的测量具有重要的意义。另一方面,飞牛力是指10的-15次方牛顿的力,飞牛光力的测量方法给微弱力的测量研究提出切实可行的方案,如分子间相互作用力的测量、原子辨别和微弱力传感等。另外,通过飞牛光力实现全光操控,将降低光机械器件的光力大小,从而降低器件的工作功率。随着近年来光学器件的小型化趋势,以及微纳波导结构的制备工艺提升,光机械器件的研发与应用得到了长足的进步,但由于波导的特殊结构与制备工艺,目前已实现的光机械器件通常具有较高的刚度系数,造成光力机械效率低下,器件需皮牛(10~(-12)N)量级的光力实现光学操控。当前,飞牛(10~(-15)N)量级光力的准确测量以及应用仍然是技术上的挑战。由于具有尺寸小、质量轻、强消逝场和超低刚度系数等特点,微纳光纤已成为微纳光子学的研究热点。本论文提出基于微纳光纤消逝场耦合的飞牛光力测量方法,具体为结合微纳光纤超低刚度系数的测量和光力驱动下微纳光纤纳米位移的测量,通过胡克定律实现消逝场耦合光力的测量。首先,本论文利用能量均分定理与消逝场耦合机制,对微纳光纤的刚度系数进行了测量,实验测量值为0.54fN/nm,与理论计算值处于同一量级。同时利用白光干涉法对微纳光纤在光力作用下所产生的纳米位移进行了测量,实验观测到的最小纳米位移为10.0nm。结合以上测量结果最终完成对飞牛光力的测量,实验中测得的最小光力为5.4fN。此外,本论文还实现了基于飞牛光力的宽光谱全光光功率控制。由于消逝场耦合光力的大小为61.2fN/mW,以及微纳光纤0.54fN/nm的超低刚度系数,在毫瓦量级的泵浦光作用下微纳光纤发生纳米位移,从而控制探测光透过光功率,实现全光控制。实验采用超连续激光器作为探测光,结果表明超过290nm的探测光可受光力控制,实现了宽光谱全光光功率控制功能,最大调制深度达5.0dB,光控效率达到1.42dB/mW。该研究工作创新之处在于:1、提出了一种对飞牛光力(10~(-15)N)的测量方法。2、提出了一种对两端夹紧微纳光纤的刚度系数测量方法。3、利用飞牛光力(10~(-15)N)实现了全光的宽光谱光功率控制。(本文来源于《暨南大学》期刊2018-06-10）
王海龙[2]（2017）在《表面等离子体光电调制器及消逝场激发表面等离子体增强拉曼散射的研究》一文中研究指出上世纪六十年代,表面等离子体(Surface plasmons,SPs)的概念被美国理论物理学家R.H.Ritchie正式提出,随后这种位于金属与介质分界面处的电子集体振荡行为吸引了全世界科学家的目光。SPs效应可在界面处产生一种传播的消逝场。该现象因对介质折射率敏感而被广泛应用于生化表界面传感分析。时至今日,表面等离子体共振(Surface plasmon resonance,SPR)传感器仍然是运用广泛的生物传感器之一,并逐步向SPR成像拓展。二十一世纪初随着纳米技术的迅速崛起,人们发现SPs能够突破衍射极限,进而对光电磁场传播能量进行纳米限域。这一惊人的特性随后被应用于纳米光子学研究领域,用以解决光子回路和电子电路之间互联互通的瓶颈问题。尽管目前已经有报道阐述了基于SPs的电光调制器结构,然而在纳微尺度上高效调控光传播的器件仍然缺乏。另一方面SPs与表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)效应密切关联。SPR是SERS物理增强机制中最主要的模型,而SERS也是SPs最受关注的应用之一,研究SPs的近场和远场行为是突破SERS技术叁大科学挑战(灵敏度,重复性和可靠性)的关键。以往的SERS研究主要集中在SERS基底的制备上,而SERS基底和光学元件之间的匹配性却总被忽略。这导致SERS新增强原理和结构的发掘迟滞。本文正是基于以上这些科学问题,基于纳微尺度内SPs的耦合机制设计光子学器件、开发关键SERS技术,主要内容分成以下叁个方面:1.利用SPs对折射率敏感的性质,设计和制备一种主动调制的等离子体器件。在一维银光栅表面表面构筑液晶分子层的控制回路,实现对液晶分子取向可调控的主动调控功能的plasmon-coupled emission器件。这一器件可在纳米尺度上实现外部电压信号对透射光波长的主动、连续以及可逆调控。器件的透射波长动态调制范围为17 nm,响应速度为4.24 ms,同时拥有较低的驱动电压1.06 V/mm。这一研究为可调纳米光子器件例如纳米光源、纳米开关等的设计打开了一个思路,详见第二章。2.针对光学系统和SERS基底之间的匹配性问题,本部分工作提出了一种集成化等离子体增强拉曼光谱仪(integrated plasmon-enhanced Raman spectrograph,i PERS)的策略,能够把SERS基底和光学系统有效地集成一体。纳米粒子和膜系统(nanoparticle-on-film,NOF)在近场具有巨大电磁场增强,在远场具有优异的定向SERS发射行为。为了定向激发和收集SERS信号,我们自行设计了一种消色差固浸镜头作为i PERS系统的核心部件。i PERS系统对位于NOF基底缝隙中的单层对巯基苯胺分子的检测结果表明仪器能够监测纳米尺度内的光催化反应,表明i PERS系统在界面化学反应监测方面的光明未来,详见第叁章。3.纳米粒子附近的局域表面等离子体(Localized surface plasmons,LSPs)是SERS检测的关键。在过去的几十年中,人们研究了纳米粒子的尺寸、形貌和聚集情况对SERS增强的影响,但是很少讨论用于激发LSPs的电磁场。本部分工作采用平板波导产生的消逝场激发纳米点阵列结构上的LSPs。和直接激发相比,采用平板波导消逝场激发模式能够进一步将SERS信号强度提高1-2个数量级。另外基于波导消逝场激发的LSPs,其近场分布极度依赖入射光的偏振方向。随着入射光偏振的变化,纳米粒子上LSPs产生位置会随之出现在纳米粒子两端或者底部,并能够维持较高的局域电场增强。这项技术提供了一种进一步提高并灵活运用贵金属纳米粒子SERS、SHINERS甚至TERS技术的思路,详见第四章。(本文来源于《吉林大学》期刊2017-06-01）
余佳豪[3]（2017）在《微纳光纤消逝场增强及其光谱传感研究》一文中研究指出微纳光纤由于其体积小,制作过程简单,损耗较小,具有较强的消逝场等特性,近年来受到较大的关注并且广泛运用于各种光纤传感器件之中。微纳光纤较强的消逝场加强了其与外界物质或环境的相互作用,常用于各种基于折射率响应的温度或湿度传感器以及其他干涉型微纳光纤传感器件。在对微纳光纤的结构进行进一步加工或对其表面进行化学修饰后,优异的传感性能使其在气体传感和生物传感等领域引起了广泛的关注。目前大多数的微纳光纤传感器主要是对环境物理参数进行传感的,对于光谱传感方面的研究还有很大的发展空间。光谱传感的关键是光与物质的相互作用,微纳光纤强的消逝场保证了光与物质较强的相互作用,因此本文利用微纳光纤结合拉曼光谱传感和吸收光谱传感进行了系统研究。本文首先进行了微纳光纤拉曼光谱传感的研究,在以往的光纤拉曼研究中,研究者通常在经过腐蚀或拉锥后的普通光纤表面上修饰金属纳米颗粒,利用表面增强拉曼散射的原理进行光纤拉曼传感测试。但这种方法制作过程繁琐、结构复杂。本文在光纤拉曼测试应用中做出新的尝试,在微纳光纤较强的消逝场特性下,利用衬底对消逝场的诱导效应对其进行进一步增强,测试得到了最低浓度为1×10~(-7)M的R6G溶液的拉曼信号,实现了微纳光纤在拉曼传感上的应用。另外,本文制备了新型的工字型微纳光纤,并与吸收光谱相结合进行了研究。工字型微纳光纤特殊的结构打破了光场分布的圆对称性,获得了更强的消逝场。本文利用此特性设计制作了新型的微纳光纤吸收光谱传感器,实现了高灵敏度的吸收传感测试,相对于同类型的普通圆形微纳光纤传感器获得了较大的提升。本文建立了所研究的微纳光纤结构的仿真模型,通过有限元法对微纳光纤的截面电场分布进行模拟计算,探究与讨论了消逝场增强原理。模拟结果显示,在微纳光纤拉曼传感中,衬底的加入会影响消逝场的分布,衬底对消逝场会有诱导增强的效果。在工字型微纳光纤吸收传感中,特殊的结构打破了圆对称性的电场,圆对称近高斯分布的电场变为了两个变形的近高斯分布电场,较大的提升了消逝场比例。本文的模拟数据将对后续微纳光纤光谱传感的发展以及优化提供更好的理论指导。(本文来源于《武汉理工大学》期刊2017-04-01）
邱伟洽[4]（2016）在《基于白光干涉法的微纳光纤消逝场耦合光力研究》一文中研究指出微纳光纤作为一种新型的光学器件,具有尺寸小、重量轻,强消逝场强和弹性好等特点,已经被广泛运用于多种光学系统中。近几年的研究发现,除了作为光学系统的组成部分之外,微纳光纤还可以用于一些基本物理问题的研究中,例如解决光动量理论中的Abraham-Minkowski矛盾和确定光力的形式等。因为微纳光纤的纳米位移测量是测量微弱力(如光力)的基础。由于微纳光纤在光力作用下产生的位移现今没有得到精确测量,这阻碍了使用微纳光纤进行基本物理问题研究的进一步深入,因此精确测量微纳光纤在光力等为微弱力作用下的位移对于推动基本物理问题的研究具有重要的意义。本文首先研究了一种以白光干涉法为基础的测量微纳光纤纳米位移的方法。实验中,在白光光源的照射下,观察到当微纳光纤与玻璃衬底之间的间距小于白光光源的相干长度的时候,微纳光纤上出现了周期性的彩色干涉条纹。微纳光纤的位移会引起彩色干涉条纹的移动,两者具有线性关系。在对其线性关系定标之后,能通过测量彩色条纹的移动测量出微纳光纤的纳米位移。并使用该方法测量微纳光纤在泵浦光驱动下产生的位移。在叁个倾斜角实验的结果表明,本方法具有很好的线性度、灵敏度和精度,实验中能达到很高的光机械效率。其后对实验中的光驱动的机制进行研究,主要研究了光力效应与热效应对实验结果的影响。通过FDTD仿真出不同间距下光力的分布情况,再通过实验结果估算出不同间距下光纤上外力的分布情况,通过对比,证明光驱动效应存在着光力效应。再通过测量微纳光纤热形变系数与分析微纳光纤泵浦光下的温度升高估算微纳光纤热效应的影响,结果表明热效应在光驱动效应中起到次要作用。通过对光驱动机制的研究,本研究能对光力领域与光动量领域的物理基础问题的深入研究提供前提与铺垫。该研究工作创新之处在于:1.在实验上观察到微纳光纤消逝场与玻璃衬底相互耦合能产生光驱动效应。2.提出了一种测量微纳光纤在光力的驱动下产生的纳米位移的方法,并研究了方法的灵敏度,精度,分辨率,稳定度,重复性等性能。3.提出一种估算微纳光纤消逝场耦合光力的方法。4.通过实验与仿真证明了光力效应的存在。(本文来源于《暨南大学》期刊2016-06-01）
唐东林,柯志军,代志勇,窦春霞,贾品元[5]（2016）在《油气田硫化氢气体浓度光纤消逝场传感检测技术》一文中研究指出针对光纤消逝场硫化氢(H2S)气体浓度传感器存在的光源波动噪声、灵敏度低等问题,设计了双光路光谱吸收式检测系统,分析了消逝场光功率与气体浓度、检测灵敏度之间的关系,研究了光纤腐蚀过程中消逝场功率与光纤剩余直径之间的关系;研制消逝场功率比不同的传感光纤进行H2S气体浓度检测实验,探讨了小范围温度变化对气体浓度检测的影响。实验结果表明:当传感光纤消逝场功率比为10%时,灵敏度高达4.4W·L/mol,最低检测H2S气体浓度可达5.1×10-6,且温度在273~333 K范围内变化时对H2S气体浓度检测的影响很小。光纤消逝场传感器制作成本低、灵敏度高、精度高,可用于油气勘探开发过程中H2S气体的检测。(本文来源于《石油学报》期刊2016年01期）
谷玥娇[6]（2014）在《消逝场激发下的表面等离子体共振传感和表面增强拉曼光谱研究》一文中研究指出表面等离子体是导体表面自由电子的集体振荡模式，是金属表面振荡电荷和入射光电磁场之间的共振作用形成的。它具有独特的光学特性并吸引着人们极大的兴趣。随着纳米技术的日益成熟，表面等离子体已经成为目前研究的热点，它的机制、效应及应用的研究和进展都受到了人们的关注。表面等离子体技术在生化传感，表面增强拉曼光谱等领域都已得到广泛的应用。而提高传感和表面增强拉曼光谱的检测灵敏度是表面等离子体技术在这两个领域中得到应用的关键。在本文中，我们将设计并制备具有纳米结构的表面等离子体基底，用于提高传感和表面增强拉曼光谱检测的灵敏度。主要内容包括以下叁个方面：1.表面等离子体共振（SPR）传感器的灵敏度是衡量其性能的最主要参数，而表面等离子体产生的金属表面电磁场增强对SPR传感灵敏度的提高具有至关重要的作用。为了提高SPR传感器的灵敏度，我们在棱镜表面引入了纳米结构，采用了模板印刷和电化学沉积技术制备了周期性的银纳米碗阵列基底，通过表面电磁场强度的增加从而提高了SPR传感器的灵敏度。该研究为下一代高灵敏的SPR传感器设计提供了启发和新的思路。2.表面增强拉曼散射（SERS）是一种无损的光谱检测方法，可以提供关于分子结构的详细信息。SERS基底的增强能力是它是否可以进行高灵敏检测的核心因素。以实现高增强能力的SERS基底为目标，我们设计了一种表面等离子体纳米天线，这种天线构型由棱镜/银纳米井阵列构成。通过Kretschmann棱镜，对入射光的收集效率可以接近100%。利用纳米井阵列可以使收集到的入射光能量汇聚到近场，使金属表面的局域电磁场达到300倍的增强。同时，通过周期性的纳米井阵列也可以控制SERS信号的耦合发射方向，使SERS信号以垂直于基底的方向发射出来，从而有利于SERS信号的收集。该SERS基底的设计关键之处在于基于天线理论来同时提高能量的收集效率、能量的局域化汇聚能力、和能量发射效率。因此该模型在其它需设计光学元件的应用领域中都具有重要的应用潜力。3.从SERS的增强贡献来看，热点，即基底上具有非常高的电磁场的区域，在SERS的增强信号中占有主导地位。一般来说，人们常常可以在以下位置获得热点：距离很近的两个纳米粒子之间或突出表面的尖锐位置。在本研究中，区别于传统的间隙型和针尖型热点构型，我们提出了一种利用光波导和金属纳米粒子相结合的方法来聚集和增强局域电磁场强度进行SERS光谱检测。这种SERS基底结合了两种效应，一种是由光波导带来的波导共振效应，另一种是金属纳米粒子上的局域表面等离子体共振效应。在它们的共同作用下，可以使单个金属纳米粒子周围的电场强度增强~103，与热点的增强能力相差不多。且与一般热点相比，该体系中最强电场位于金属纳米粒子的两侧，更易于实现对化合物和生物大分子的高灵敏度检测。(本文来源于《吉林大学》期刊2014-04-01）
罗吉[7]（2014）在《基于微纳结构的光纤消逝场传感器特性研究》一文中研究指出本文从满足微型高灵敏度生化分析仪在环境监测及食品卫生安全检测等方面的实际需求出发，结合局域表面等离子体共振与光纤消逝场传感技术，提出一种基于金属微纳结构的光纤消逝场传感器。论文的主要工作是从理论分析和实验检测两个方面展开的:(1)在理论分析方面，阐明了传感机理并且分析了金属微纳结构的表面等离子体特性。(2)在实验上利用基于金属微纳结构修饰的光纤消逝场传感器实现对多种待测样品的传感检测。首先，明确了光纤消逝场传感的基本原理并建立了传感理论模型，分析并优化了影响传感灵敏度的几个关键参数。其次，对金属微纳结构的表面等离子体特性进行了研究，利用时域有限差分方法对金属纳米粒子的形状、大小等尺寸参数对消光特性的影响进行了分析讨论，并且研究了纳米粒子之间的耦合以及纳米粒子与基底间的耦合作用。同时，提出了Ag/SiO2/Ag新月复合纳米柱结构作为LSPR传感的活性基底，仿真分析了不同偏振方向的激励对消光特性的影响，研究了尖端热点效应和中间介质层的厚度对共振峰的影响。此外，为了进一步提高金属纳米结构的传感性能提出一种具有30度尖角的Ag/SiO2/Ag叁角星形复合纳米柱结构，这种纳米结构对环境折射率的传感灵敏度较高，呈现出大的局域场增强效果和较好的等离子体共振可调谐性。根据实际加工工艺的限制，分析了包含不同尖角抹去程度的叁角星形复合纳米柱结构对消光谱和环境折射率灵敏度的影响。在实验上，采用微细加工技术制作了高精度的微通道传感芯片，利用湿法腐蚀工艺制备了含有两个锥形过渡区的组合锥形传感光纤，并完成了光纤消逝场传感实验平台的搭建。利用银纳米溶胶颗粒修饰的光纤消逝场传感器对100nmol/mL的亚甲基蓝溶液的传感灵敏度达到0.402dB/(umol·mL-1)，相比于无修饰的光纤消逝场传感器对其的检测灵敏度提高了约3倍。最后为了完善传感的整体性能，提出了银核金壳复合纳米结构来增强消逝场能量，通过调整银核和金壳尺寸，可以实现对整个核壳结构的吸收性能的调控，并利用表面等离子体杂化理论模型对其进行解释。实验上利用晶种生长法制备了银核金壳复合纳米球结构，利用核壳结构修饰的消逝场增强型光纤传感器实现了对微量叁聚氰胺的高灵敏度传感检测，灵敏度为2.869dB/(ug·mL-1)，检测极限为1ug/mL。研究结果表明，基于微纳结构的光纤消逝场传感器具有体积小，响应速度快，抗电磁干扰强等优点，能够实现对微量待测物质快速、实时、高灵敏度检测，在生化传感领域具有广泛的应用前景。(本文来源于《中国科学院研究生院（光电技术研究所）》期刊2014-03-01）
陈晨,胡德波,逯丹凤,祁志美[8]（2013）在《偏振消逝场激发的多孔金表面增强拉曼散射测量方法》一文中研究指出传统拉曼光谱技术信号极其微弱,其实际应用受到很大限制,因此人们发明了各种方法来增强拉曼信号,包括表面增强拉曼检测方法(SERS)、共振增强拉曼检测方法(RRS)、棱镜全反射拉曼检测(TIRR)方法等.其中SERS展现出了单分子检测的应用潜力,因而受到了广泛的关注.在众多的SERS增强基底中,多孔金基底具有化学性质稳定,对生物分子兼容性好,可重复使用等优点。但是,研究发现体光束激发方(本文来源于《第十七届全国光散射学术会议摘要文集》期刊2013-10-19）
杨阳[9]（2013）在《艾利光束消逝场对米氏小球的操控与捕获》一文中研究指出随着科学技术日新月异的发展,以激光为基础的光镊技术受到了国内外研究学者的广泛关注。自从Ashkin等首次从实验上证明了光对小球具有俘获作用,并将其应用于对小球的操控与捕获,光镊技术便蓬勃发展起来,并已成为纳米技术、生命科学技术等微粒操控领域的重要研究手段。光镊技术的优点是可以实现无机械损伤,无污染、无损伤的微粒操控,这对于活体生物粒子也是适用的。使用一个中等强度的聚焦光束,就可以对尺寸从几个纳米到几个微米的中性粒子实现加速、减速甚至是捕获。物理学家们已经分别从理论和实验上研究了平面波,紧聚焦高斯光束等传统光束对微观粒子的操控与捕获。最近发现的艾利光束,由于其无衍射传播,横向加速以及自我愈合的优良特性,可以很好地应用到传统的光镊技术中。可将微粒实现长距离的甚至弯曲路径的传输。在本文中,通过电磁场的矢势表示以及傅立叶变换的角谱方法,我们分析了一维和二维艾利光束透过平面界分面后的传播情况,以及当入射角大于临界角时,界面上方由于全反射产生的艾利光束消失场。理论结果表明,艾利光束消逝场随着透射距离的增加,很快地衰减。通过洛伦兹-米氏理论,我们分析了不同介质的小球对艾利光束消逝场的散射以及小球受到的光辐照力,并模拟了小球在艾利光束透射场中的运动轨迹。数值结果表明,随着艾利光束中心位置的变化,光辐照力曲线呈现出与消逝场分布相对应的振荡。随着小球半径的增加,不同介质的小球会产生不同的形态依赖共振(MDR)。并且其振荡形态与球内电磁场分布密切相关。同样,我们根据球内电磁场的分布分析了艾利光束光镊力的MDR共振峰的形态。我们发现当入射波为艾利光束的消逝波时,其光镊力的MDR曲线振荡峰的品质因子Q要远大于透射波对应的共振峰的Q值。并且共振时球内的电磁场的环状分布随着艾利光束消逝场的入射角以及透射距离的变化结构有很大的改变。大量的数值结果表明,球内电磁波的干涉影响着其相应的MDR共振峰的形态,具体为：环状分布的行波模式对应于高Q值,低背底的共振峰,而强干涉的驻波模式对应于低Q值,高背底的共振峰。并且,干涉越强,Q值越低,背底越高。我们分析了透射过分界面的消逝波在小球和界面之间的多重散射对光辐照力以及电磁场分布的影响。结果表明,多重反射在光束能量集中分布的地方影响较大。我们还分析了金属界面时,表面等离激元共振(SPP)对艾利光束消逝场的影响。数值结果表明,当产生SPP共振时,艾利光束消逝场场强约可增强一个数量级,消逝场的分布更加局域化,相应的光镊力可增加两个数量级。(本文来源于《南开大学》期刊2013-05-01）
唐一科,张杰,周传德,黎泽伦,张莉莉[10]（2012）在《消逝场型光纤氢敏传感器数学建模与仿真》一文中研究指出光波入射到纤芯与包层分界面时,会产生一种沿径向呈指数衰减的消逝波,利用光纤消逝场原理,选择具有高氢敏性和氢敏选择性的Pd/WO3纳米膜作为氢敏感膜,设计一种新型光纤氢敏传感器。介绍其结构及检测原理,以阶跃型单模光纤为理想模型,利用光的波动理论,建立数学模型。通过仿真分析消逝场型氢敏传感器主要参数对性能的影响。(本文来源于《重庆科技学院学报(自然科学版)》期刊2012年03期）
消逝场论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
上世纪六十年代,表面等离子体(Surface plasmons,SPs)的概念被美国理论物理学家R.H.Ritchie正式提出,随后这种位于金属与介质分界面处的电子集体振荡行为吸引了全世界科学家的目光。SPs效应可在界面处产生一种传播的消逝场。该现象因对介质折射率敏感而被广泛应用于生化表界面传感分析。时至今日,表面等离子体共振(Surface plasmon resonance,SPR)传感器仍然是运用广泛的生物传感器之一,并逐步向SPR成像拓展。二十一世纪初随着纳米技术的迅速崛起,人们发现SPs能够突破衍射极限,进而对光电磁场传播能量进行纳米限域。这一惊人的特性随后被应用于纳米光子学研究领域,用以解决光子回路和电子电路之间互联互通的瓶颈问题。尽管目前已经有报道阐述了基于SPs的电光调制器结构,然而在纳微尺度上高效调控光传播的器件仍然缺乏。另一方面SPs与表面增强拉曼散射(Surface-enhanced Raman scattering,SERS)效应密切关联。SPR是SERS物理增强机制中最主要的模型,而SERS也是SPs最受关注的应用之一,研究SPs的近场和远场行为是突破SERS技术叁大科学挑战(灵敏度,重复性和可靠性)的关键。以往的SERS研究主要集中在SERS基底的制备上,而SERS基底和光学元件之间的匹配性却总被忽略。这导致SERS新增强原理和结构的发掘迟滞。本文正是基于以上这些科学问题,基于纳微尺度内SPs的耦合机制设计光子学器件、开发关键SERS技术,主要内容分成以下叁个方面:1.利用SPs对折射率敏感的性质,设计和制备一种主动调制的等离子体器件。在一维银光栅表面表面构筑液晶分子层的控制回路,实现对液晶分子取向可调控的主动调控功能的plasmon-coupled emission器件。这一器件可在纳米尺度上实现外部电压信号对透射光波长的主动、连续以及可逆调控。器件的透射波长动态调制范围为17 nm,响应速度为4.24 ms,同时拥有较低的驱动电压1.06 V/mm。这一研究为可调纳米光子器件例如纳米光源、纳米开关等的设计打开了一个思路,详见第二章。2.针对光学系统和SERS基底之间的匹配性问题,本部分工作提出了一种集成化等离子体增强拉曼光谱仪(integrated plasmon-enhanced Raman spectrograph,i PERS)的策略,能够把SERS基底和光学系统有效地集成一体。纳米粒子和膜系统(nanoparticle-on-film,NOF)在近场具有巨大电磁场增强,在远场具有优异的定向SERS发射行为。为了定向激发和收集SERS信号,我们自行设计了一种消色差固浸镜头作为i PERS系统的核心部件。i PERS系统对位于NOF基底缝隙中的单层对巯基苯胺分子的检测结果表明仪器能够监测纳米尺度内的光催化反应,表明i PERS系统在界面化学反应监测方面的光明未来,详见第叁章。3.纳米粒子附近的局域表面等离子体(Localized surface plasmons,LSPs)是SERS检测的关键。在过去的几十年中,人们研究了纳米粒子的尺寸、形貌和聚集情况对SERS增强的影响,但是很少讨论用于激发LSPs的电磁场。本部分工作采用平板波导产生的消逝场激发纳米点阵列结构上的LSPs。和直接激发相比,采用平板波导消逝场激发模式能够进一步将SERS信号强度提高1-2个数量级。另外基于波导消逝场激发的LSPs,其近场分布极度依赖入射光的偏振方向。随着入射光偏振的变化,纳米粒子上LSPs产生位置会随之出现在纳米粒子两端或者底部,并能够维持较高的局域电场增强。这项技术提供了一种进一步提高并灵活运用贵金属纳米粒子SERS、SHINERS甚至TERS技术的思路,详见第四章。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
消逝场论文参考文献
[1].陈立恒.基于微纳光纤消逝场耦合的飞牛光力测量与应用[D].暨南大学.2018
[2].王海龙.表面等离子体光电调制器及消逝场激发表面等离子体增强拉曼散射的研究[D].吉林大学.2017
[3].余佳豪.微纳光纤消逝场增强及其光谱传感研究[D].武汉理工大学.2017
[4].邱伟洽.基于白光干涉法的微纳光纤消逝场耦合光力研究[D].暨南大学.2016
[5].唐东林,柯志军,代志勇,窦春霞,贾品元.油气田硫化氢气体浓度光纤消逝场传感检测技术[J].石油学报.2016
[6].谷玥娇.消逝场激发下的表面等离子体共振传感和表面增强拉曼光谱研究[D].吉林大学.2014
[7].罗吉.基于微纳结构的光纤消逝场传感器特性研究[D].中国科学院研究生院（光电技术研究所）.2014
[8].陈晨,胡德波,逯丹凤,祁志美.偏振消逝场激发的多孔金表面增强拉曼散射测量方法[C].第十七届全国光散射学术会议摘要文集.2013
[9].杨阳.艾利光束消逝场对米氏小球的操控与捕获[D].南开大学.2013
[10].唐一科,张杰,周传德,黎泽伦,张莉莉.消逝场型光纤氢敏传感器数学建模与仿真[J].重庆科技学院学报(自然科学版).2012
论文知识图
