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oe1(光电查) - 科学论文

16 条数据
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  • 光照射下金属纳米粒子所受洛伦兹力的精确有限差分分析

    摘要： 采用频域有限差分法评估光辐照金属纳米颗粒所受洛伦兹力的特性。通过将数值计算结果与米氏理论精确解对比，证明对纳米颗粒表面施加平滑算法可提高模拟精度。分析紧密排列双球体间的洛伦兹力作用表明：在等离子体共振频率下，强作用力会使两球体相互吸引。研究同时发现，要获得上述结论必须采用平滑算法。

    关键词： 等离子体共振、有限差分法、洛伦兹力、光照射、金属纳米粒子、米氏理论

    更新于2025-09-23 15:21:01

  • AIP会议论文集 [AIP出版公司 基础科学进展（ICABS 2019）- 印度巴哈勒（2019年2月7-9日）] 基础科学进展（ICABS 2019）- 氧化锌-金杂化结构中金纳米颗粒的等离子体响应

    摘要： 表面等离子体共振（SPR）是一种能够实现对纳米粒子光吸收和散射进行可调控制的现象。共振金属纳米粒子已被证明是纳米尺度电磁调控的高效体系，同时能通过激发等离子体共振来局域并增强光学场。等离子体纳米粒子的可调谐性使其在分子检测、太阳能器件、癌症检测与治疗等众多领域具有重要应用价值。由不同材料组合形成的杂化纳米结构具有单一组分所不具备的特性，这些杂化纳米结构已应用于光催化、太阳能电池、SERS等等离子体增强光谱技术、光电探测器构建单元以及生物化学传感器领域。本文总结了分散于ZnO基质中的球形金纳米粒子的等离子体特性表征及基质介电常数的估算。

    关键词： 米氏理论、金纳米粒子、表面等离子体共振、ZnO-Au杂化结构、介电常数

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 评估激光波长和检测阶段几何结构对单颗粒质谱仪中光学检测效率的影响

    摘要： 单颗粒质谱技术（SPMS）是研究气溶胶的在线分析工具，能够以与大气过程相关的时间分辨率测量具有粒径分辨能力的化学组成。该技术通过光学颗粒探测实现消融激光脉冲与离子源中颗粒存在的有效时间同步，并可通过测量两检测阶段间颗粒到达时间的偏移量进行空气动力学粒径分级。光学检测阶段的效率对仪器整体性能具有重要影响。 我们在激光消融气溶胶颗粒飞行时间质谱仪（LAAP-TOF）的检测阶段，无需大幅改动仪器几何结构，集成了由高功率光纤耦合Nd:YAG固态激光器与准直光束组成的定制检测激光系统。利用准直激光束构建了数值模型，可预测检测激光波长、输出功率、光束聚焦特性、光收集角、颗粒尺寸及折射率对检测激光束有效检测半径（R）的影响。我们将模型预测结果与"云中冰晶-尘埃"（ICE-D）项目获取的环境数据集进行对比。相比405 nm聚焦激光二极管系统，新激光系统使仪器对500-800 nm球形颗粒的灵敏度提升了一个数量级。 模型表明：颗粒尺寸的检测限由米氏理论预测的散射截面（Csca）决定。此外，当光收集角度较窄时，Csca随颗粒直径变化的振荡会导致R值波动，进而在颗粒传输范围内产生显著的粒径依赖性检测效率差异。这种检测偏差会影响仪器测量的空气动力学粒径分布，并解释了环境数据集中对海盐颗粒的部分检测偏好现象。

    关键词： LAAP-TOF（激光气溶胶飞行时间质谱仪）、气溶胶、单颗粒质谱分析、米氏理论、激光波长、检测阶段几何结构、光学检测效率

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 球形颗粒在宽范围虚部折射率下的吸收

    摘要： 本文通过米氏方程计算了半径为R的均匀球体与波长为λ的光相互作用的光学吸收截面，揭示了四种行为模式：瑞利区、几何区、反射区及过渡区。这些模式由两个参数主导：折射率虚部κ，以及κ与球体尺寸参数kR（其中k=2π/λ）的乘积κkR。针对各模式推导出关于κ、k、球体体积及投影几何截面的简易近似函数关系。研究发现的重要现象包括：瑞利吸收可适用于所有粒径范围，亚波长球体可能出现菲涅尔反射，且虽然κ是吸收的主因，但过大的κ会增强散射从而削弱吸收效应。

    关键词： 吸收、复折射率、瑞利理论、米氏理论

    更新于2025-09-22 17:35:16

  • [IEEE 2018国际微波与毫米波技术会议（ICMMT）- 中国成都（2018年5月7日-2018年5月11日）] 2018国际微波与毫米波技术会议（ICMMT）- 平面波照射下覆盖手征超材料的导电球散射

    摘要： 基于洛伦兹-米理论，数值计算了平面波照射下覆盖手征超材料（CMMs）的导电球体的散射特性。该手征超材料的相对介电常数和磁导率均为负值。在负折射率情况下，简要给出了多层手征超材料球体散射的解析表达式。本文分析了负折射效应及手征超材料厚度对导电球体电磁散射的影响。结果表明：手征超材料涂层可降低导电球体的后向散射，但随涂层厚度增加，散射强度未必持续减弱。因此，在一定程度上采用更薄的手征超材料可实现更优的隐身性能。

    关键词： 坐标测量机、洛伦兹-米氏理论、散射

    更新于2025-09-23 06:03:58

  • 金属纳米颗粒上的激光诱导白炽现象：瑞利近似的有效性

    摘要： 时间分辨激光诱导白炽法（TiRe-LII）正越来越多地用于表征非碳质纳米颗粒。然而，存在若干测量现象——特别是金属纳米颗粒的相关现象——无法用传统模型解释。本文表明，其中部分现象可能源于米氏理论瑞利近似产生的误差（该近似法是模拟碳质纳米颗粒光谱吸收的标准方法，但对金属纳米颗粒通常无效）。其他测量现象可通过将米氏理论与多分散粒径分布相结合来解释，或通过考虑纳米颗粒熔融时折射率的变化来阐释。此外，研究还考察了纳米颗粒电荷对光学特性的影响，发现其对TiRe-LII模型影响可忽略不计。

    关键词： 米氏理论、多分散颗粒尺寸分布、金属纳米粒子、折射率、纳米粒子电荷、瑞利近似、激光诱导白炽现象

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 水溶性等离子体硒化铜纳米颗粒粒径的光电影响

    摘要： 人们对地球丰度等离子体材料表现出浓厚兴趣，但其性能能否媲美甚至超越贵金属材料仍有待验证。要确定这类材料的广泛应用潜力，关键在于理解其等离子体特性的基本特征。本研究测量了不同直径水溶性硒化铜纳米颗粒在近红外波段的摩尔消光系数。传统上获取这类材料的摩尔消光系数颇具挑战，因为难以合成出能规避载流子密度异常、表面耗尽和量子限域效应等干扰因素的特定尺寸颗粒。我们在此报道了一种简易合成方法，可将颗粒直径控制在规避这些干扰因素的尺寸范围内，并据此测定其摩尔消光系数。值得注意的是，研究发现摩尔消光系数的尺寸依赖性增长很可能仅源于散射截面的增大——这与贵金属类似物表现一致。此外，摩尔消光系数的尺寸依赖趋势与米氏理论预测高度吻合。这些结果表明，此类材料在实现地球丰度替代性等离子体技术方面具有良好应用前景。

    关键词： 等离激元材料、硒化铜纳米粒子、摩尔消光系数、地壳丰量材料、米氏理论

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • [IEEE 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 德国慕尼黑(2019.6.23-2019.6.27)] 2019年欧洲激光与电光会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 矢量复源涡旋的解析米氏理论及其在平面手性结构研究中的应用

    摘要： 米氏理论是首个描述光与粒子相互作用的模型，后经拓展适用于高度聚焦光束。高度聚焦光束的偏振特性受光束焦斑尺寸和形状的显著影响。纳米粒子的光学响应强烈依赖于入射光的偏振态，且可通过调控入射光偏振态进行定制。本研究从理论上探究了矢量复源涡旋光束(VCSBs)与位于焦平面内的平面手性结构的相互作用。我们首先将VCSBs解析展开为矢量球谐函数(VSHs)，并研究VCSB与平面手性结构的相互作用。研究发现当径向与方位角指数取特定值时会产生强手性效应（见图1(a)），而当这些指数变化时也会出现强手性效应（见图1(b)）。为深入理解其机理，我们采用T矩阵方法（参见文献[25]补充材料）计算该团簇的内外场，并研究其与左旋圆偏振光(LCP)和右旋圆偏振光(RCP)的相互作用（见图2）。数值模拟表明：当径向与方位角指数取特定值时会出现强手性效应（见图1(a)），且这些指数变化时同样会产生强手性效应（见图1(b)）。

    关键词： 米氏理论、光相互作用、平面手性结构、偏振、矢量复源涡旋

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 染料敏化太阳能电池功能材料中的界面工程 || 作为光阳极的光散射材料

    摘要： 染料敏化太阳能电池（DSSCs）因其制备简便、成本低廉，以及可制成柔性器件和建筑一体化光伏系统等附加特性，已成为传统硅基太阳能电池的有力替代方案[1]。该电池通常由半导体光阳极、对电极（催化剂）和电解质构成[2,3]。在DSSCs中，染料敏化光阳极捕获的光量直接影响整体性能，因为电子直接来源于受光照激发的染料分子。提升器件性能的关键途径之一是通过增强光吸收，例如采用串联结构或引入光散射效应。其中，光散射效应因方法简便而备受关注[4-7]。Usami于1997年提出了光散射效应的基础理论[8]：通过构建由小粒径颗粒膜底层和大粒径颗粒膜顶层组成的新型光电极结构，顶层散射的光线可增强光吸收。早期研究多基于蒙特卡洛模型、米氏理论和多通量模型，采用多种模拟方法分析DSSCs中的光散射效应。此后，光散射效应作为提升DSSCs性能的重要技术得到广泛应用[9]。下文将具体阐述光散射原理及光散射材料的应用。

    关键词： 染料敏化太阳能电池、瑞利散射、二氧化钛、米氏理论、纳米粒子、光散射、DSSCs、光阳极

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 具有强等离子体与发光特性的纳米二元硅-金体系湿法非热集成

    摘要： 我们报道了一种二元硅-金纳米体系的湿法非热集成方法。不同于基于热处理的气固工艺，我们在化学湿环境中采用电荷交换/注入工艺。扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）成像及能谱分析（EDX）显示，除多种硅和金纳米结构外，还存在直径6至500纳米的零维金-硅核壳结构。光学与荧光光谱表明该胶体在可见光区呈现强红色发光和等离子体共振?；诿资侠砺鄣墓馍⑸浞治鲇牍庋Ч鄄饨峁恢?。我们从相对电子/空穴亲和能、肖特基势垒、金属-硅键强度以及组分材料界面处金属原子/团簇的表面扩散等角度，讨论了相关结果与工艺。以核壳结构实现纳米尺度金硅集成，赋予了等离子体光散射成像与荧光成像功能特性，这些特性可广泛应用于光学滤波器、传感、治疗与追踪以及癌症治疗等领域。

    关键词： 等离子体激元、硅-金纳米系统、发光、米氏理论、核壳结构

    更新于2025-09-12 10:27:22