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利用倏逝场偏振实现非手性金半环的巨大手征光学调制
摘要： 对于旨在实现片上偏振识别纳米天线的应用而言，从表面波到远场辐射的高效能量转换是理想特性。然而，单个纳米天线对表面波（如倏逝?。┲刑囟ㄆ裉南煊ι形吹玫匠浞盅芯俊１狙芯勘ǖ懒说痹谧笮胗倚财窆馊诜瓷洳馁渴疟砻娌し⒅淝谢皇?，非手性金半环对可见光散射呈现的巨大调制效应。该现象源于倏逝波平面横向与纵向场振荡间相对相位差异——这种差异取决于入射光的旋向性。由于自由空间激发中不存在纵向场振荡，这为手征光学响应提供了与传统机制根本不同的原理（传统圆二色性机制仅考虑纯横向场振荡）。虽然半环散射调制依赖于波矢取向，但由八个旋转对称排列的半环构成的平面手征纳米天线也实现了取向无关的响应，在725纳米波长处观测到高达50%的散射调制。尽管两种结构在切换自由空间光旋向性时均产生散射调制，但研究表明要观测到巨大散射调制必须依赖倏逝场独特的偏振特性。这些发现最终深化了我们对光-物质相互作用中可能手征光学效应范围的理解。
关键词： 纳米天线、外禀手性、倏逝场、平面手性、偏振鉴别、纵向场振荡
更新于2025-09-23 15:21:21
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利用干涉式倏逝波激发纳米天线实现超高灵敏度位移与相位计量
摘要： 我们提出了一种基于纳米天线与干涉消逝波相互作用实现超高灵敏度位移与相位测量的方法。研究表明，通过优化纳米天线设计，微小的位移和相对相位变化可转化为傅里叶空间中散射方向的改变。这种高灵敏度响应源于消逝波干涉图案中产生的纯虚数坡印廷矢量方向具有显著的位置依赖性。利用强约束的消逝驻波，我们在纳米天线的零散射方向（该方向随位移呈大范围线性变化）上实现了高灵敏度测量；而采用弱约束的消逝波干涉时，可在特定位置附近获得对微小位移或相位变化的更高灵敏度。该方法的高灵敏特性可为多种计量应用奠定基础，同时该研究也揭示了坡印廷矢量虚部（与无功功率相关、常被光子学领域忽视的物理量）的重要意义。
关键词： 纳米天线、坡印廷矢量、倏逝波、位移计量学、相位计量学
更新于2025-09-23 15:21:01
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引导二次谐波
摘要： 来自意大利、法国和澳大利亚的研究团队现已实现了对AlGaAs纳米盘天线产生的二次谐波辐射的相位控制与整形。Lavinia Ghirardini及其同事通过电子束光刻技术，在非线性纳米天线两侧制备了一对光栅。通过相位调控技术，能够重定向并控制该光学泵浦结构产生的二次谐波光发射角度。采用不同对称性的光栅或改变光学泵浦光束的偏振态，可精确设计发射角度。控制发射方向具有重要意义——这意味着可从天线平面收集高出两个数量级的功率，而任意发射角度对特定应用颇具价值。另一关键点在于，AlGaAs结构相比金属纳米天线具有更低损耗，从而提升效率。这种非线性光束的高效整形技术可应用于单光子源及非线性成像等领域。
关键词： 相位控制，砷化铝镓，纳米天线，二次谐波，非线性成像
更新于2025-09-23 15:21:01
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用于不同维度双向排列的多焦点太赫兹超透镜
摘要： 超表面透镜通常被研究用于多种特性，但传统器件的设计方法在控制焦斑数量、位置和尺寸方面相对简单。本文提出基于互补方形分裂环（SSR）纳米天线的超薄相位超表面结构，以实现具有多维度和多聚焦特性的太赫兹（THz）光学金属透镜。通过法布里-珀罗谐振模式可有效解释光束传播与高效传输的原理。该太赫兹金属透镜能在入射平面光栅效应下实现线性交叉偏振的高效转换。通过局部调整分裂环的边缘长度与开口角度，可完全控制突变相位变化。通过在金属透镜上排布SSR单元，可获得两个对称分布的平行焦斑及任意间距的两个垂直焦斑。此外，我们应用分区相位模式概念实现了纵向双聚焦金属透镜，为获得理想聚焦特性提供了灵活便捷的方法。仿真结果有望为超表面在光学全息、光信息编码及并行粒子捕获等领域的实际应用铺平道路。
关键词： 纳米天线、相移、多焦点超透镜、类法布里-珀罗共振、太赫兹
更新于2025-09-22 16:35:02
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利用二氧化钒金属-绝缘体相变的可调谐光学天线
摘要： 我们研究了利用二氧化钒（VO2）的绝缘体-金属相变来调控并光学控制可见光近红外区域偶极纳米天线共振的可能性。通过对比完全由VO2构成的天线与先前研究成果，重点揭示了基底材料在实现动态调控中的关键作用。同时提出了一种由VO2负载的金偶极天线高效构型，并给出了利用相变优化调控纳米器件的一般性指导原则。
关键词： 相变材料、纳米天线、等离子体激元学、二氧化钒
更新于2025-09-24 00:21:30
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通过匹配纳米天线对复制等离激元热点以实现远程纳米间隙增强光谱
摘要： 等离子体纳米天线能够在纳米尺度上可逆地实现自由空间辐射与局域模式的相互转换。然而，通过激光束对单个纳米天线进行光学探测时，总会伴随干扰性背景扰动和加热效应。远程光谱技术是克服这些影响的有效途径。本研究展示了一种采用匹配纳米天线对的激发-收集分离增强光谱技术：接收天线与发射天线在几何上相互分离，但通过金属膜上的传播表面等离激元极化子（SPPs）实现桥接。接收天线采用镜面支撑的银纳米线结构，确保了高效的光-等离激元转换效率；发射天线由镜面支撑的银纳米立方体构成，其阻抗与自由空间光子及传播SPPs相匹配。作为原理验证，我们实现了高信噪比的远程表面增强拉曼散射。这种匹配纳米天线对可应用于量子发射体的远程纠缠、生化检测或光互连等领域。
关键词： 表面等离子体激元、定向发射、远程光谱学、纳米天线、镜面上的纳米粒子
更新于2025-09-19 17:13:59
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[2019年IEEE国际天线与传播研讨会暨USNC-URSI无线电科学会议 - 美国佐治亚州亚特兰大市（2019年7月7日-12日）] 2019年IEEE国际天线与传播研讨会暨USNC-URSI无线电科学会议 - 具有非对称集成介质-等离子体波导的E形纳米天线
摘要： 本文介绍了一种新型端射纳米天线设计，其方向性较以往研究更高。为通过低损耗介质波导馈电该设计的纳米天线，我们设计了集成介质-等离子体波导，并通过在波导内部设置定向纳米粒子来增强纳米天线的方向性。
关键词： 定向纳米粒子、纳米天线、集成介质-等离子体波导
更新于2025-09-16 10:30:52
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具有中红外等离子体特性的掺铌二氧化钛纳米天线结构
摘要： 在导电氧化物材料中，掺铌二氧化钛近期成为众多应用领域极具潜力且令人振奋的候选材料。该材料具有载流子浓度可调、高热稳定性、机械与环境耐受性等优势，是替代氧化铟锡（ITO）用于红外等离子体激元技术的理想选择。本报告为展示该材料的卓越优势，我们阐述了针对表面增强红外吸收光谱技术成功制备并表征掺铌氧化钛纳米天线阵列的过程。采用共溅射法沉积掺铌氧化钛薄膜，随后通过电子束光刻结合等离子体刻蚀与氧等离子体灰化工艺制备纳米图案化阵列。利用傅里叶变换红外光谱评估了纳米条带与纳米圆盘天线阵列的相对透射率。通过检测表面等离子体共振对入射光偏振的依赖性，证实其与计算结果高度吻合。模拟光谱也呈现出随着纳米结构长度、宽度或直径增加而发生红移的现象，这与经典天线理论的预测一致。
关键词： 掺铌氧化钛，中红外等离子体激元学，纳米天线
更新于2025-09-16 10:30:52
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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）- 扫描谐振纳米天线实现hBN缺陷光子发射的高分辨率成像与发射控制
摘要： 六方氮化硼（hBN）中的单原子缺陷因其发射稳定性、无闪烁和无漂白特性，在常温条件下尤为引人注目。此外，这些缺陷即使在高温工作环境下也展现出卓越的发射稳健性。因此，hBN缺陷已成为新型稳健单光子源的有力候选者。目前已有多项尝试以可控方式诱导hBN缺陷，但由于其易于获取且hBN薄片具有纳米级厚度，这些缺陷与等离激元结构耦合以增强光子发射的潜力备受关注。然而高效耦合需要亚20纳米的高精度定位，现有方法在组装和成像环节均未能达到该控制水平。同时，现有研究仅呈现静态的发射体-颗粒耦合构型，且缺乏区分hBN缺陷发光与金属颗粒荧光的有效策略。 本研究首次实现了基于纳米级控制（光学分辨率45纳米）的hBN发射中心与共振光学天线的系统性同步耦合及成像。我们通过纳米天线使hBN缺陷发射强度降低30-70%，证实了其对缺陷的调控能力。实验采用散射式近场显微镜系统，其中自主制备的单偶极纳米天线作为近场探针，可独立扫描hBN缺陷并实现纳米级精度的耦合与荧光发射调控。通过光子时间门控技术，我们成功区分了金属天线辐射光与hBN发射体辐射光。最终观测到因发射体-天线耦合导致的2倍寿命缩短现象。
关键词： 纳米天线、单光子源、等离子体结构、近场显微镜、六方氮化硼缺陷
更新于2025-09-16 10:30:52
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介电-等离子体混合纳米天线大幅增强胶体量子点的自发发射
摘要： 光学纳米天线能够高效地从纳米尺度空间捕获电磁能量，并将局部辐射增强至远场。介电-金属纳米间隙是一种创新设计，既能克服全金属纳米结构中光学损耗的核心问题，又能实现比全介质结构更高的光子态密度。本文报道了一种金属薄膜上的晶体硅球形纳米粒子（SiNPoM）纳米天线，其自发发射强度较玻璃基底上的量子点提升69倍（面积归一化因子），衰减速率提高42倍。模拟显示该结构可获得超过80%的高总量子效率（其中约20%为远场辐射，约60%为表面等离激元）。这种增强不仅源于介质纳米粒子的低光学损耗，还得益于适当间隙厚度减弱了金属淬灭导致的非辐射衰减。米氏共振模式还能灵活调控远场发射图案。这种简易的光学纳米天线可与各类纳米级光学发射器结合，并轻松扩展为大面积超表面——作为发光器件中的有源区，应用于先进显示、无线光通信和量子技术等领域。
关键词： 硅纳米粒子、自发辐射、珀塞尔效应、等离子体激元学、纳米天线
更新于2025-09-16 10:30:52