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由调制电子束在构成等离子体光子分子的双圆形银纳米线之间移动产生的可见光

DOI：10.1088/2040-8986/ab65d8 期刊：Journal of Optics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要： 研究了在双圆形银纳米线间运动的谐波调制电子束产生的可见光范围衍射辐射。这种二维电子束的电磁场是沿其轨迹传播的表面波，其相速度等于电子束速度。该波会在纳米线上感应出电流，因此即使电子束未接触纳米线也会产生辐射。当纳米线调谐至共振状态时，辐射功率会呈现与谐振模式Q因子成正比的峰值。亚波长半径的银纳米线因其局域表面等离子体激元模式而成为著名的纳米谐振器。本分析采用方位角傅里叶级数展开和柱函数的加法定理，将波散射问题转化为保证数值解收敛的弗雷德霍姆第二类无限矩阵方程。通过截断该矩阵，我们计算了作为光学耦合等离子体谐振器的纳米线近场与远场分布模式，并分析了远场光谱特性对波长及电子束参数的依赖关系。
作者： Dariia O. Yevtushenko，Sergii V. Dukhopelnykov
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研究概述 实验方案

研究目的

研究一对相同圆形银纳米线之间移动的束流所发射的可见光衍射辐射，并分析其对束流轨迹偏移和速度变化的敏感性。

研究成果

研究表明，双圆形银纳米线能增强与其局域表面等离子体激元（LSP）超模对应波长的衍射辐射。然而，这些模式的低Q值及其在相近波长处的聚集现象表明，实心圆形金属线可能并非光学束流位置监测器的最佳结构形态。未来需进一步研究具有更高Q值LSP共振的结构配置，例如薄壁空心金属纳米管。

研究不足

该研究受限于银材料损耗导致的局域表面等离子体（LSP）超模低品质因数，这可能不适用于光学束位监测相关应用。此外，分析假设光束不会因能量损失而减速，但这一前提在实际场景中未必成立。

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