研究目的
为了展示荧光微球与银纳米线耦合如何作为远程激发的光学天线,结合介电光学共振与等离子体极化激元波,应用于芯片级纳米光通信与传感领域。
研究成果
该研究成功展示了一种结合介质光学共振与传播表面等离激元的自组装光学天线,其方向性发射可通过银纳米线厚度和微球尺寸进行调控。这种混合结构在非线性混合纳米光子学、随机激光及纳米光学传感领域具有应用潜力。
研究不足
该研究的局限性在于回音壁模式对环境敏感,这可能导致峰值位置偏移并使峰值的半高全宽带宽变宽。此外,在无衬底情况下模拟近场到远场转换存在计算限制。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用自组装方法将荧光二氧化硅微球与单根银纳米线耦合。通过在纳米线一端激发传播表面等离激元极化子,实现微球回音壁模式(WGMs)的远程激发。
2:样本选择与数据来源:
将乙醇溶液中化学合成的银纳米线滴涂在玻璃基底上,再在其上滴涂染料分子包覆的微球。
3:实验设备与材料清单:
使用高数值孔径物镜(0.95 NA,100×)将激光聚焦于纳米线一端以产生表面等离激元极化子,通过傅里叶平面光学显微镜研究发射光。
4:95 NA,100×)将激光聚焦于纳米线一端以产生表面等离激元极化子,通过傅里叶平面光学显微镜研究发射光。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:溶剂蒸发后,样品中形成毛细力辅助自组装的微球-银纳米线耦合结构。对结区发射光进行空间滤波后,投射至位于物镜傅里叶平面的光谱仪或EMCCD探测器。
5:数据分析方法:
分析发射光的光谱特征和波矢分布,通过前向与后向发射强度比(dB值)量化发射方向性。
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获取完整内容-
silver nanowire
Facilitates propagating surface plasmon polaritons for remote excitation of whispering gallery modes of the microsphere.
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fluorescent silica microsphere
Acts as a dielectric resonator supporting whispering gallery modes.
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high numerical aperture objective lens
0.95 NA, 100×
Used to focus laser at one end of the nanowire for the generation of surface plasmon polaritons.
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EMCCD
Used for Fourier plane imaging of the emission from the junction.
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