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基于双镜面纳米等离子体超材料的电调谐法布里-珀罗干涉仪

DOI：10.1515/nanoph-2019-0317 期刊：Nanophotonics 出版年份：2019 更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要： 基于亚波长尺寸金属纳米粒子（NPs）在薄金属薄膜电极上电压可控可逆自组装形成的镜面-镜面纳米等离子体超材料，是新型电调谐光学器件的理想候选。本研究提出一种新型电调谐法布里-珀罗干涉仪（FPI）设计：两个平行镜面（各由自组装于薄金属电极上的单层NPs构成）形成充满水溶液的光学腔体。通过微调电极电位改变单层内NPs间距，可同步或独立地电调控腔镜反射率?；谟行Ы橹世砺酆投嗖惴颇瓷浞桨?，我们建立九层堆叠理论模型验证光学透过率，该模型与全波模拟结果高度吻合。研究表明：薄银膜基底上银NP单层间强等离子体耦合效应，使各腔镜反射率对NPs间距高度敏感。该设计通过原位电调谐NPs间距实现FPI腔内多个窄而强的透射峰连续调控，兼具低成本自下而上制备优势与节能调谐特性。
作者： Debabrata Sikdar，Alexei A. Kornyshev
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

提出一种基于双镜面纳米等离子体超材料的新颖电调谐法布里-珀罗干涉仪(FPI)设计方案，通过原位电调谐纳米颗粒间距实现透射峰的连续调控。

研究成果

采用双镜面纳米等离子体超材料作为腔镜的电调谐法布里-珀罗干涉仪设计方案，可通过超低电压调控纳米颗粒间距实现透射特性的连续调节。该设计兼具低成本自下而上制备工艺与节能优势，在光谱分析、波长选择滤波及传感等领域具有广阔应用前景。

研究不足

基于准静态偶极近似的电磁理论（EMT）在纳米颗粒间距为1-2纳米时可能不准确，因为强纳米颗粒间耦合会导致高阶模式的出现。较大的纳米颗?？赡懿皇涤茫蚱淝ㄒ坡式系?，会降低所提器件的调谐速度。

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