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可见光谱中高优值局域等离子体折射率传感的混合横-纵模
摘要： 等离子体场在纳米尺度的局域化特性及其对折射率变化的高度敏感性，使局域表面等离子体共振（LSPs）成为快速无标记传感的绝佳平台。然而LSP场与吸附分析物之间较小的空间重叠度决定了基于LSP传感技术的灵敏度与品质因数（FOM）。由于灵敏度与共振波长呈线性关系，且FOM依赖于可实现的共振Q因子，在可见光波段金基LSP共振通常仅能实现≈100-300 nm/RIU的灵敏度和<5的FOM——这为构建需要高灵敏度与高FOM的实用可见光传感平台带来了困境。通过增大等离子体场与分析物的相互作用体积可提升灵敏度与共振Q因子。本研究探索了横向LSP与纵向法布里-珀罗（FP）模式相互作用产生的混合模式，该模式能同步提升灵敏度与FOM。通过无籽晶脉冲金电沉积法制备的高耸V形开口环谐振器结构验证了该混合模式，在可见光波段实现了≈24的FOM。
关键词： 等离子体激元学、传感、可见光范围、纳米制造、无籽电镀
更新于2025-09-19 17:13:59
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利用激光烧蚀技术制备的Sm<sup>3+</sup>:ZnO微球实现尖锐可见波段回音壁模式激光输出
摘要： 本文研究了掺杂Sm3?的ZnO微球在可见光波长范围550-750 nm内工作的回音壁模式激光。通过简单地在空气中激光烧蚀烧结靶材，合成了高度光滑且具有晶体结构的各种直径的Sm3?:ZnO微球。掺杂浓度被限制在1 mol%的固溶度极限内。Sm3?离子在ZnO基质中的替代通过在ZnO禁带中形成Sm3?特征4f能级而产生带间能级。因此，当微球被488 nm激发时，获得了与Sm3? f?f跃迁相关的四个主要可见发射，即从4G5/2到其低能多重态6HJ (J = 5/2, 7/2, 9/2和11/2)的跃迁。这些发射与Sm3?:ZnO微腔的回音壁模式耦合，在可见区域产生尖锐共振。有趣的是，发现这些共振在较低泵浦功率以上即可实现激光发射。对于尺寸范围为1.8-10.2 μm的微球，获得的Q因子约为103量级。最佳Q因子为3744，对应于8 μm微球的561.61 nm峰（半高宽0.15 nm）。这些结果将在可见光范围激光和传感器应用中发挥作用。
关键词： Q因子、可见光范围、腔谐振器、回音壁模式共振、激光、微球体
更新于2025-09-11 14:15:04