导读:本文包含了表面等离子激元波论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:等离子激元,金属表面,量子效率,吸收率
表面等离子激元波论文文献综述
贾茜,赵志伟,方勇,翁正进[1]（2019）在《基于表面等离子激元效应的铝纳米颗粒的制备与分析》一文中研究指出近年来,宽禁带半导体因其强抗干扰能力、易于集成、耐高温高压等优点,在紫外探测领域展现了强大的潜力,然而许多宽禁带半导体又有吸收率、量子效率过低等缺点,难以真正应用于紫外探测。表面等离子激元效应(SurfacePlasmon,SP)是由光子和金属表面电子相互作用引起的一种电磁波模式。借由表面等离子激元效应,电磁场的能量可以有效地转化为金属表面电子的集体振动能,从而有效地解决吸收率和量子效率低下的问题。根据表面等离子激元的基本原理,金属铝的本征共振频率在240nm左右,属于日盲紫外波段,为了成功激发表面等离子激元效应,本文采用对金属薄膜高温退火的方式制备金属铝纳米颗粒,并研究了不同薄膜厚度、不同退火温度、不同退火时间等条件下铝纳米颗粒的基本形貌,及相应的日盲紫外探测器的性能。结果显示,随着温度的提升,颗粒形貌愈发规则,但是金属铝的氧化反应也越明显。薄膜的最佳退火时间和薄膜厚度分别为1小时和25nm。将不同厚度薄膜制备的颗粒分别应用于基于碳点的日盲紫外探测器,结果显示,25nm对照组器件性能提升最大,与无铝颗粒器件对比,器件的开关比由40提升至80,量子效率由0.2A/W提升至0.4A/W。(本文来源于《TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集》期刊2019-11-15）
吴梦,梁西银,颜昌林,祁云平[2]（2019）在《基于表面等离子激元的拱型谐振腔滤波器设计》一文中研究指出基于边界耦合的方法构造一种基于金属-介质-金属(MIM)纳米谐振腔波导组成的滤波器,该结构由1个拱型谐振腔和1个矩阵波导管组成。通过有限元法(FEM)仿真分析拱型腔波导MIM结构滤波器的传输特性曲线、谐振波长和磁场分布图。研究结果表明该拱型腔滤波器具有平滑的传输曲线、平坦的通带、较宽的带宽,且通带透射率高达0.976,阻带透射率低至0.001,这表示此结构滤波器具有良好的滤波特性。通过对该拱型结构滤波器进行参数优化,可以在光通信波段的叁个通信窗口上实现通道选择的滤波功能,该结构滤波器在高密度光集成电路和纳米光学中具有广阔的应用前景。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年20期）
赵菲,张英俏[3]（2019）在《表面等离子波导端耦合腔系统中表面等离子激元传输性质的研究》一文中研究指出用表面等离子波导端耦合两个表面等离子腔组成非厄米量子系统,研究该系统中表面等离子激元的传输性质,并通过求解系统的本征值方程得到表面等离子激元的透射和反射振幅.通过分析表面等离子波导系统的反射率和透射率随参量变化的关系图表明:随着表面等离子激元波导与腔耦合强度的增加,反射峰和透射峰逐渐变宽;随着腔损耗的增大,反射峰的峰值明显减小,而透射峰的峰值明显增加;随着腔间耦合系数g的增加,两个反射峰/透射峰之间的距离变宽.(本文来源于《延边大学学报(自然科学版)》期刊2019年02期）
马光辉[4]（2019）在《金属表面等离子激元增强半导体材料发光特性研究》一文中研究指出近年来,金属局域表面等离子激元共振(LSPR)被证明是提高半导体材料发光效率的有效方法。当半导体中激子/光子的能量与金属局域表面电子振动能相似时,能量将与局域表面等离子激元(LSP)耦合,辐射到自由空间中。本文通过理论模拟对LSPR耦合效应进行研究分析,并利用金属纳米颗粒修饰半导体材料,实现其光致发光(PL)增强,主要研究如下:(1)采用时域有限差分法(FDTD)数值模拟不同金属形状的局域场增强效果。研究证明椭球形纳米颗粒相比于立方体、圆柱体和叁角棱柱,Purcell增强因子提高了近3.5倍;此外,模拟椭球形、双球型和双核壳球型纳米颗粒的长轴L、短轴R、环境材料折射率n和光源距离d等变量对增强因子的影响,实现不同程度光场增强及共振波长可调谐。(2)通过理论和实验分别利用Au纳米颗粒LSPR耦合效应,实现GaAs薄膜的近场发光增强。经过理论计算Au纳米颗粒的吸收光谱及电场分布,研究分析共振耦合频率与Au颗粒尺寸之间的关系。在此基础上,通过调控磁控溅射时间的方式在GaAs薄膜表面制备不同尺寸的Au颗粒,实现近10倍的PL增强。(3)从理论和实验上分别利用金属纳米颗粒LSPR耦合效应,实现ZnO纳米线的近场发光增强。理论构建ZnO微腔光学模型,利用Ag颗粒对微腔六个面进行修饰,实现局域光场增强,并将光场限制效率提高了6.72%。在此基础上,用制备的Au、Ag纳米溶胶对ZnO纳米线的表面进行修饰,分别实现紫外本征复合的发光增强以及可见缺陷发光的抑制。(4)通过水热合成制备铜镓氧(CuGaO_2,CGO)纳米片,并成功制备CGO纳米片/ZnO纳米线异质结结构。通过PL测试得到位于392.32nm处的紫外发光,与纯ZnO的PL光谱相比,紫外发光峰出现红移及光谱展宽(近2.5倍)等现象。此外,研究发现p-n结之间内建电场可以产生次带隙吸收效应。这项研究为实现金属纳米颗粒共振耦合增强ZnO基光电器件紫外发光效率提供了一种高性能的p型材料。(本文来源于《长春理工大学》期刊2019-05-01）
闫云菲[5]（2019）在《基于表面等离子激元的新型MIM滤波器结构设计与传输特性分析研究》一文中研究指出随着当今信息与通信技术的发展,集成电路也朝着更高的集成度方向发展,传统的光电器件已经不能满足人们对信息高速传输日益增长的需求,人们在逐渐探索具有更高传输速率和更好性能的光电子器件。表面等离子激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)的出现为下一代光子集成电路(Photonic Integrated Circuit,PIC)的研制提供了可能。基于表面等离子激元波导技术,多种金属-介质-金属(Metal-Insulator-Metal,MIM)结构的微纳米级光电子器件已被成功设计出来,譬如:滤波器,传感器,分束器等。本文基于MIM型表面等离子激元波导结构提出了两种新型滤波器,分别是利用边界耦合方法所构造的凸形环MIM结构滤波器和利用口径耦合方法所构造的斜对称双L形MIM结构滤波器。运用有限元法(Finite Element Method,FEM)对提出的滤波器进行数值仿真计算得到其磁场分布图、透射谱线和谐振波长分布。对于所提出的凸形环结构滤波器,具有透射峰窄,谱线平滑等特点,且阻带透射率最低可低于0.001,通带透射率最高可达0.977。当增大结构参数h_2与介质有效折射率n_(eff)时,相应的透射谱线会发生明显地红移;增大结构参数L_1时,透射谱几乎无任何变化。对参数进行了调整和优化,相应的谐振波长可分布在第一光通信窗口(850 nm)和第叁光通信窗口(1550 nm)附近,能够很好地运用于光通信叁个窗口中作为波长选择滤波器。对于所提出的斜对称双L形滤波器,通过调节结构参数其透射谱同样可发生明显的红移或蓝移,该滤波器可实现在第一通信窗口附近透射比高达0.964,第二、叁通信窗口附近透射比为0的效果,且通带、阻带均具有较宽的带宽,可作为带通/带阻混合型滤波器。此外,分别基于所提出的两种结构,又提出了两个相应的改进型结构,本文所设计的滤波器在光纤通信以及波分复用系统中具有一定的应用前景。(本文来源于《兰州大学》期刊2019-04-01）
周金赞[6]（2019）在《基于表面等离子激元的电磁诱导吸收机制及应用研究》一文中研究指出表面等离子体激元(Surface Plasmons Polaritons,SPP)是金属中的自由电子和介质中的电磁场耦合震荡形成的沿金属表面传播的电磁波,由于其独特的局域场增强特性,可以把电磁波束缚在亚波长范围来突破衍射极限。因此SPP被大量应用到集成器件中,如滤波器、光开关、传感器等领域。在这些领域中,怎样按照人们的意愿来调控SPP在纳米结构中的传输是国内外学者长期关注的一个重要问题。实现SPP在光集成器件上的动态调控已经成为近几年的研究热点。等离子体激元诱导透明效应(Plasmon Induced Transparency,PIT)是电磁诱导透明的等离子体类似物,由于其独特的色散特性和应用前景而引起了极大的关注。与等离子体激元诱导透明效应相比,等离子体激元诱导吸收效应(Plasmon Induced Absorption,PIA)也源于明暗模式的相长干涉,导致在宽透射峰值内出现窄透射谷。PIA具有异常色散、独特的快光特性、窄线宽和吸收增强特性,在光学调制器、光学开关、吸收器、传感器、快光等领域有广泛应用。但是目前对PIA效应的动态调节研究较少,尤其是多PIA效应的理论研究和应用。本文主要针对两种不同结构,分别是金属-电介质-金属波导耦合谐振腔结构与石墨烯纳米带波导系统,来研究多PIA效应的理论及其动态可调性在逻辑门和传感器中的应用。本文具体研究工作包括以下几个方面:一、在金属-电介质-金属波导耦合谐振腔结构中,本文将明-暗-暗耦合模式引入传统耦合模理论中,推演出了多PIA效应的耦合模理论,数值模拟结果表明该理论具有高准确性和普适性。然后利用时域有限差分法解析耦合腔中电磁场的分布,用直接和间接耦合路径间的相长干涉解释了多PIA效应的产生机制。本文除了研究静态可调的结构参数对电磁诱导吸收现象的调控机制外,创新性的尝试了在耦合腔中填充Kerr材料和Polymethyl Methacrylate(PMMA)材料,通过利用光电效应改变泵浦光功率和利用热光效应改变温度来动态调制光学频谱。此基础上,本文进行了系统性的数值仿真和计算,分析光谱在功率传感器和光开关中的应用前景。此外,数值模拟证明温控材料PMMA的动态调制品质因数(Figure of Merit,FOM)可达1.7,该结构还可实现0.34ps的快光效应。二、在对石墨烯纳米带波导耦合腔结构的研究中,本文提出了基于可调谐等离子体激元诱导吸收效应的纳米级集成逻辑门和折射率传感器。除了解释单个PIA效应的直接和间接耦合机制之外,还针对双PIA效应推导出了叁谐振器耦合波导系统理论。计算结果证明,通过调节石墨烯纳米带的费米能级可以实现PIA效应的波长和振幅的高可调性。从而结合干涉效应和中红外波段的PIA效应,在这种超紧凑结构中实现逻辑门。数值结果表明,对于耦合长度为60 nm的等离子体逻辑门,在小于0.06μm2的占位面积内可以实现高消光比(大于23.5dB)。此外,在该石墨烯波导系统中,预测可实现具有高达1870nm/RIU灵敏度的等离子体折射率传感器。综上,本文分别对两种不同结构中的PIA效应进行深入研究和分析,通过结合PIA效应的形成机理与光谱的动态可调性,构建了相应的物理模型,为动态调节PIA效应提供了理论基础。通过数值仿真研究获得动态可调的PIA效应的方法,为基于该效应的全光可调光子器件设计提供了实际指导,有助于促进PIA效应在光开关、光传感、快光、量子信息化等的应用进程。(本文来源于《北京邮电大学》期刊2019-03-29）
郭丽君[7]（2019）在《Babinet超表面设计及其在表面等离子激元调控中的应用》一文中研究指出表面等离子激元(Surface Plasmon Polaritons,SPPs)是在金属与介质界面上的一种电子与光子混合激发态。由于SPPs的场约束依赖于金属表层电子与波的强烈相互作用,可以将光波束缚在远小于波长的范围内,从而突破衍射极限。SPPs能够操纵光在纳米尺度上的传播和发散,在光电器件的集成等领域具有巨大的应用潜力。超表面是一种亚波长尺寸的人工电磁表面,能够对光的相位、幅度、极化等特性进行灵活控制,对于控制SPPs的波前和传播具有重大的优势。然而,现有的超表面往往将周期性金属图案放置在介质基板上,与SPPs所依赖的金属基板不兼容,难以有效地支持SPPs的传播及调控。针对这一难点,本论文提出了一种基于Babinet原理的C形孔径金属超表面,通过改变孔径的几何参数,可以改变其SPPs的色散特性,从而实现对SPPs的灵活调控。与线型孔径超表面控制SPPs的方法不同,本论文所提出的C形孔径金属超表面,所激发SPPs的辐射场幅度不随旋转角度变化,在空间中均匀分布。通过选取合适的结构参数以及旋转角度,这种C型孔径金属超表面能够对不同极化入射波激发出不同的SPPs波前相位,从而调控SPPs的辐射方向。通过仿真验证,实现了 SPPs的定向传播、聚焦/发散等功能,为控制SPPs的激发与传播提供了新的思路。进一步,本文提出了一种基于可重构超表面的微波吸波器件。通过将不同的直流偏置电压施加于内嵌在单元结构中的变容二极管两端,进而实现对每个单元结构电磁响应的独立调控。将超表面等效成天线阵列,针对不同入射电磁波优化出相应的超表面空间相位矩阵,可以实现异常反射、隐身和吸波等功能。这种结构设计简单、易于加工、可集成性高,在调控电磁波方面具有重要应用价值。(本文来源于《浙江大学》期刊2019-03-11）
卢梦迪[8]（2019）在《微纳机制光学表面等离子激元生化传感技术的研究》一文中研究指出表面等离子激元是一种由金属表面自由电子的集体振荡而引起的表面电磁波,利用其局域增强效应、光传输被限制在小于波长的空间范围内等特征可以突破传统衍射极限,实现光的近场局域增强和纳米尺寸下的电磁场调谐,成为微纳加工和集成光学领域重要的前沿技术。随着微纳制造技术的不断提高,基于表面等离子激元理论的金属表面光学检测、计量和调控技术迅速向其他领域交叉渗透,被广泛应用于生物化学、纳米光子学和光电子学等诸多领域。表面等离子激元共振传感技术具有灵敏度高、分辨率高、可实时监测、样品无需纯化和标记等优点,适用于抗体选择、疾病防控、药物发明等生化测试和分析领域,近年来随着表面等离子激元及微纳领域理论和技术的发展,正在成为最具发展前景的生化传感技术之一。本论文主要围绕微纳机制表面等离子激元传感技术及其在生化传感领域的应用展开研究。以表面等离子激元理论作为基础,通过对微纳结构表面等离子激元传感模型的理论分析和仿真模拟,设计并制作了多种用于不同生物分子检测的微纳机制表面等离子激元传感元件。为提高微纳结构表面等离子激元传感器件生化测试技术的灵敏度和稳定性等关键技术指标,研究了微纳金属传感层的材质、结构及组装方式对传感性能的影响,完成了对不同生物分子特异性的实验检测,为发展高灵敏度、多样性和普适性的微纳结构表面等离子激元传感技术提供了理论及实验依据。论文的主要研究工作如下:1、以表面等离子激元理论作为基础,研究了微纳机制表面等离子激元共振结构模型和传感机理,用于指导设计高性能微纳结构表面等离子激元共振传感元件。阐述了表面等离子激元的色散方程和表面等离子波的基本性质,分别构建了棱镜和光纤表面等离子激元的传感模型,分析了局域表面等离子激元共振传感的色散模型,并介绍了金属微纳结构表面等离子激元器件设计的数值计算方法和金属材料的色散模型。2、基于对表面等离子激元共振金属传感层结构的建模研究,设计并实现了一种银金六层交替的金属膜系结构表面等离子激元共振芯片,通过改变芯片的金银材料参数对传感性能进行了优化,并将其应用于糖蛋白分子的特异性定量测量。首先,分别利用自行研制的波长调制棱镜式表面等离子激元共振传感样机和小型化光纤表面等离子激元共振传感系统进行检测,对比了多层膜系结构与单金、单银膜的传感特征参数,验证了该多层膜系结构能有效避免银的氧化效应,所实现的传感灵敏度高于单纯金膜结构。其次,通过在多层膜系结构的表面修饰核糖核酸酶B,对刀豆蛋白A的特异性结合过程进行了监测,分析了蛋白质结合与解离过程的反应动力学常数,对刀豆蛋白A的检测浓度低至 0.001 mg/ml。3、将光纤与金纳米粒子及聚合物材料结合,采用金纳米粒子自组装技术,研制了基于嵌段共聚物(PS-b-P4VP)分子层的光纤局域表面等离子激元共振传感器,利用该传感器实现了对免疫球蛋白的抗原抗体特异性识别和定量检测。通过与硅烷偶联法和聚电解质法组装获得的传感器进行对比,证明了嵌段共聚物法获得的自组装层覆盖率更高、粒子聚集减少,且折射率灵敏度高于其他方法3倍以上。研究了嵌段共聚物法组装的不同大小金纳米粒子的局域表面等离子激元共振传感器性能,从理论上分析了粒子大小和粒子间距对灵敏度的影响,证明了大粒径、小间距的金纳米粒子层具有更高的灵敏度。对比分析了不同方法制备的局域表面等离子激元共振传感器的生化检测性能,采用该嵌段共聚物技术的传感器优于其他采用硅烷偶联法和聚电解质法的传感技术,对免疫球蛋白样品的检测极限达到0.16 μg/ml。4、利用二维纳米阵列结构透射光谱增强效应,设计并制备了金膜覆盖型纳米盘阵列表面等离子激元结构,实现了对单链DNA的低浓度、免标记杂交测量。采用透射传输模式,研究了方位角和入射角度对透射光谱中共振模式的影响,证明了在大入射角度下,共振模式(1.0)的表面等离子波的穿透深度较小、表面灵敏度较高。利用大入射角下阵列结构与金纳米粒子之间的强电场耦合效应,研制了信号增强型DNA杂交检测系统,利用其实现了对利福平耐药性肺结核病DNA片段的免标记测量,检测极限低至7 pM。最后,对论文的研究内容、创新点和未来研究工作进行了总结和展望。(本文来源于《大连理工大学》期刊2019-03-06）
杨琳,段智勇,马刘红,李梦珂[9]（2019）在《表面等离子激元纳米激光器综述》一文中研究指出基于表面等离子激元的纳米激光器能够将光源的尺寸降低几个数量级,结合表面等离子体波可将波长限制在纳米尺度内传输,突破衍射极限,从而实现与电子学器件的尺寸相匹配,最终实现整个光互连系统的小型化和低功耗。简述了表面等离子激元的基本原理,对近年来的表面等离子激元纳米激光器的研究工作进行了总结,详细介绍了各种结构及其优势,指出了该类激光器在开发过程中面临的挑战和今后的工作重点,展望了纳米激光器广泛的应用前景。(本文来源于《激光与光电子学进展》期刊2019年20期）
黄海,林林,黄莉莉,冯卓宏,郑标[10]（2019）在《表面等离子激元双增强β-NaYF_4∶Er~(3+)上转换研究》一文中研究指出用共沉淀法制备了_β-NaYF_4∶Er~(3+)纳米颗粒.通过化学还原法、晶种生长法分别制备银纳米立方颗粒及金纳米棒,并将其掺杂到_β-NaYF_4∶2%Er~(3+)纳米颗粒中形成复合体系,利用表面等离子激元增强效应分别实现_β-NaYF_4∶Er~(3+)上转换发光的激发和发射增强.当银纳米立方颗粒掺杂量为60μL时,上转换发光强度整体增强4.0倍;当金纳米棒掺杂量为60μL时,上转换发光强度整体增强7.8倍.在此基础上,将两种贵金属纳米颗粒同时掺杂到_β-NaYF_4∶Er~(3+)纳米颗粒材料中,实现了该材料上转换发光激发和发射双增强,上转换发光强度增强了16.0倍.(本文来源于《光子学报》期刊2019年02期）
表面等离子激元波论文开题报告
（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：
基于边界耦合的方法构造一种基于金属-介质-金属(MIM)纳米谐振腔波导组成的滤波器,该结构由1个拱型谐振腔和1个矩阵波导管组成。通过有限元法(FEM)仿真分析拱型腔波导MIM结构滤波器的传输特性曲线、谐振波长和磁场分布图。研究结果表明该拱型腔滤波器具有平滑的传输曲线、平坦的通带、较宽的带宽,且通带透射率高达0.976,阻带透射率低至0.001,这表示此结构滤波器具有良好的滤波特性。通过对该拱型结构滤波器进行参数优化,可以在光通信波段的叁个通信窗口上实现通道选择的滤波功能,该结构滤波器在高密度光集成电路和纳米光学中具有广阔的应用前景。
（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。
表面等离子激元波论文参考文献
[1].贾茜,赵志伟,方勇,翁正进.基于表面等离子激元效应的铝纳米颗粒的制备与分析[C].TFC'19第十五届全国薄膜技术学术研讨会摘要集.2019
[2].吴梦,梁西银,颜昌林,祁云平.基于表面等离子激元的拱型谐振腔滤波器设计[J].激光与光电子学进展.2019
[3].赵菲,张英俏.表面等离子波导端耦合腔系统中表面等离子激元传输性质的研究[J].延边大学学报(自然科学版).2019
[4].马光辉.金属表面等离子激元增强半导体材料发光特性研究[D].长春理工大学.2019
[5].闫云菲.基于表面等离子激元的新型MIM滤波器结构设计与传输特性分析研究[D].兰州大学.2019
[6].周金赞.基于表面等离子激元的电磁诱导吸收机制及应用研究[D].北京邮电大学.2019
[7].郭丽君.Babinet超表面设计及其在表面等离子激元调控中的应用[D].浙江大学.2019
[8].卢梦迪.微纳机制光学表面等离子激元生化传感技术的研究[D].大连理工大学.2019
[9].杨琳,段智勇,马刘红,李梦珂.表面等离子激元纳米激光器综述[J].激光与光电子学进展.2019
[10].黄海,林林,黄莉莉,冯卓宏,郑标.表面等离子激元双增强β-NaYF_4∶Er~(3+)上转换研究[J].光子学报.2019