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oe1(光电查) - 科学论文

77 条数据
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  • [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）- 纳米材料中的反斯托克斯低温发光

    摘要： 研究电磁场与具有光子带隙的纳米结构材料的相互作用是纳米光子学领域发展最快的方向之一。在现代光学中，这类纳米材料被广泛应用于调控电磁辐射特性：首先利用其局部场增强效应，其次利用光子带隙特性。局部场增强的典型实例见于文献[1]，该研究通过在铜靶表面涂覆亚微米介电球涂层，使X射线产生效率提升了十倍以上。而利用光子带隙特性不仅能显著提高非线性效应效率，还能催生新型非线性现象。其中纳米材料中的反斯托克斯低温发光现象——即在激光激发下，材料在低于激发光频率的谱段发出低温可见光——就是典型例证。我们通过20纳秒红宝石激光脉冲激发多种纳米材料，在低温条件下观测到蓝绿色波段明亮且持续数秒的发光现象[2-3]。该效应的产生机制与块体材料类似，涉及摩擦发光、自由基生成及结构缺陷形成[4]。本研究发现不同性质的纳米材料存在两种时间依赖特性：短时（微秒量级）和长时（长达10-12秒）。当温度低于110K时会出现长时依赖特性。图1展示了合成蛋白石基质中反斯托克斯发光在阈值温度上下不同时间依赖特性的对比。

    关键词： 反斯托克斯低温发光、纳米光子学、电磁辐射、光子带隙、纳米材料

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于石墨烯的生物传感器用于检测中红外区域的复合振动指纹

    摘要： 本研究提出了一种基于周期性石墨烯纳米带的无标记多谐振石墨烯生物传感器，用于检测中红外波段的复合振动指纹信号。通过传输光谱中的不同谐振模式，生物分子的多重振动信号被同步增强并检测。每个传输凹陷均可通过调节对应石墨烯纳米带的外加栅压实现独立调控。研究对几何参数进行了优化以获得优异的传感性能，并近似评估了检测限。该生物传感器还能在宽入射角范围内工作，通过电场强度分布图揭示了其物理机制。此外，还提出了一种基于周期性石墨烯纳米盘的新型生物传感器，其性能不受入射光偏振态影响。本研究成果可为设计适用于生物分析和制药领域的石墨烯基生物传感器提供潜在方案。

    关键词： 纳米光子学、无标记生物传感器、表面等离子体、石墨烯、超表面

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 等离子体超表面中令人兴奋的赝自旋依赖边缘态

    摘要： 我们研究了一种支持赝自旋依赖型亚波长尺度受限边缘态的等离子体超表面，该研究考虑了包括延迟效应和辐射效应在内的完整电动力学相互作用。等离子体纳米粒子晶格的空间对称性产生了具有类拓扑绝缘体量子自旋霍尔效应特性的边缘态。然而与拓扑绝缘体特有的自旋-动量锁定特性不同，这些模式并非完全单向传播，其传输特性可通过分析电磁场在晶格平面内非均匀分布的自旋角动量来理解。近场激励源下，自旋角动量的局域符号决定了模式的传播方向。我们还研究了远场激励下的光学响应，并详细讨论了辐射和延迟效应的影响。

    关键词： 纳米光子学、纳米粒子阵列、拓扑光子学、等离子体激元学、赝自旋、超表面

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 用于超材料应用的等离子体纳米壳紧凑阻抗模型

    摘要： 近期等离子体学研究表明，通过融合不同材料与形状可构建具有优化光学响应的复杂几何结构。其中应用最广泛的纳米结构是包覆纳米球（纳米壳），该结构在医学、科学及工程等多个领域均有重要应用。本文提出了一种金属核纳米壳的紧凑阻抗模型，该模型基于时变方法——通过求解金属核的完整偶极方程，并利用偶极场的近场分量推导介质壳的阻抗。我们首次采用电压、电流及电路元件推导出纳米壳吸收截面与散射截面的表达式及其随介电函数变化的行为规律，并将其与精确解进行等效性对比。此外，该阻抗模型还分析了纳米壳参数（介电常数、壳层厚度及核半径）变化对预测共振频率的影响。该简化阻抗模型基于并联谐振电路，有助于深入理解纳米壳行为特性，并为下一代基于纳米壳的超材料提供高性价比解决方案。

    关键词： 纳米光子学、包覆球体、阻抗模型、超材料、等离子体学、纳米壳层、纳米电路、偶极子

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 等离子体纳米激光器的波导设计理论

    摘要： 我们通过重新构建波导基本要求，提出了一种针对等离子体纳米激光器的波导设计与分析理论。该理论并非基于对既有结构的进一步优化，而是无偏见地审视每一种可能的设计方案。我们对一维（即层状）等离子体纳米波导几何结构的研究及其向二维结构的拓展，不仅深化了对现有设计方案特性的理解，还推导出具有解决等离子体纳米激光器长期难题潜力的更优结构。此外，我们发现纳米激光器波导的基本要求与纳米尺度四波混频（FWM）器件的基本要求存在类比关系。因此，经过轻微调整后，本理论同样适用于等离子体FWM器件的波导设计。

    关键词： 四波混频、波导设计、纳米光子学、等离子体纳米激光器

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 旋转等离子体纳米时钟

    摘要： 纳米光子学面临的核心挑战之一在于实现对纳米尺度光学元件的精准控制。其精确的时空排布决定了元件间的相互作用与集体行为。为此，DNA纳米技术被用作前所未有的工具，用以构建具有卓越空间可寻址性与时间可编程性的纳米光子器件。然而当前大多数DNA组装的纳米光子器件仅能在随机状态或极少数预设状态间重构。本研究展示了一种DNA组装的旋转等离激元纳米时钟系统：其中转子金纳米棒能相对于定子金纳米棒实现定向且可逆的360°旋转，在DNA燃料驱动下可在16种明确构型间转换。该全周旋转过程通过光谱技术实时监测。我们进一步证实了由DNA酶- RNA相互作用驱动的等离激元纳米时钟自主旋转。此类组装方法为完全自下而上构建先进纳米光子系统开辟了可行途径。

    关键词： DNA纳米技术、纳米光子学、DNA酶-RNA相互作用、等离子体纳米时钟、金纳米棒

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 零模波导中单蛋白自发荧光的深紫外等离激元增强效应

    摘要： 单分子检测能提供关于分子结构和功能的详细信息，但通常需要荧光标记物，这可能干扰目标分子的活性或使样品制备复杂化。利用蛋白质自身的紫外自发荧光进行单分子检测是一种避免所有荧光标记相关问题的有效方法。然而，单个蛋白质的紫外自发荧光信号通常极其微弱。本研究采用铝等离子体激元技术增强紫外波段内单个蛋白质的色氨酸自发荧光发射。零模波导纳米孔道技术使我们能够观测到亮度提升、微秒级通过时间且可在微摩尔浓度下运行的无标记β-半乳糖苷酶单蛋白紫外荧光。我们通过不同直径的零模波导，实现了对无标记蛋白质局部浓度、扩散系数和流体力学半径的定量测量。虽然等离子体荧光增强技术在可见光及近红外波段已引发广泛关注，但本研究将等离子体增强的单分子检测极限拓展至紫外波段，标志着我们在生理浓度下原位研究单蛋白质能力的重要突破。

    关键词： 等离子体激元学、紫外线（UV）、单分子荧光、纳米光子学、零模波导、色氨酸自发荧光

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • [2019年IEEE光子学会议(IPC) - 美国德克萨斯州圣安东尼奥(2019.9.29-2019.10.3)] 2019年IEEE光子学会议(IPC) - 用于宽带消色差光学的色散工程超表面

    摘要： 透镜中的色差在大带宽范围内难以校正。我们展示了一种由反直觉各向异性纳米鳍片构成的色散定制且偏振不敏感的超表面，能以前所未有的紧凑性校正从简单单透镜到精密显微镜物镜的色差。

    关键词： 纳米光子学、色散工程、超表面

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 基于分子间编码器的仿生工具箱：迈向进化型4D手性等离子体材料

    摘要： 过去二十年间，纳米光子学（包括等离子体光学与超材料）为实现对光-物质相互作用的非凡调控提供了广阔前景。强手性光-物质相互作用就是典型例证。三维手性原本仅自然存在于有机分子和生物机体中，但由于这些天然材料的吸收截面极小，其手征光学效应微乎其微。然而受生物手性启发，纳米光子手性材料极大拓展了可获取手征光学效应的设计空间（例如将手性光-物质相互作用推向宽带圆偏振器、负折射率及灵敏手性传感等特殊领域）。但要实现能进一步提升手征光学效应的精确定义且动态可重构的手性形貌，仍是当前挑战。

    关键词： 等离子体学、超材料、手性光学效应、纳米光子学、手性光-物质相互作用、三维手性

    更新于2025-09-11 14:15:04

  • 全硅粒子链实现光束转向

    摘要： 光束转向是光学和光子学中的基础且重要的研究领域。本研究中，我们报道了当光束通过全硅粒子链时，在大角度范围内几乎实现完全负折射角的现象。该现象被归因于粒子链中激发双模的干涉效应，因其结构简单且低损耗的特性，在片上光束操控、路由和滤波方面具有潜在应用价值。

    关键词： 纳米光子学，纳米粒子，光束

    更新于2025-09-11 14:15:04