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用于高效增强分子发射体光致发光的平面等离子体纳米腔
摘要： 通过光消光和光致发光方法研究了由金属纳米颗粒与薄金属薄膜（二者间以薄介电发光膜-间隔层分隔）耦合形成等离激元间隙模式的效果，实验采用三层平面结构Au纳米颗粒单层/虫胶-染料薄膜/Au薄膜纳米结构，其中间隔层厚度在8-47纳米范围内变化。消光谱中观察到光消光增强3倍及等离激元模式红移90纳米。当间隔层厚度为8纳米时，与裸露的虫胶-染料薄膜相比，Au纳米颗粒单层/虫胶-染料薄膜/Au薄膜纳米结构显示出染料光致发光增强37倍及染料光致发光带显著红移48纳米。间隔层厚度减小会导致染料光致发光增强因子增大，表明间隙模式场增强。有限时域差分法计算显示间隙模式场强度随间隔层厚度的变化与实验数据具有良好定量一致性，证实了间隙模式在平面金属纳米颗粒单层/介电薄膜/金属薄膜等离激元纳米腔结构中电磁场增强的关键作用。通过调节间隔层厚度可可控改变位于间隙中的分子发射体的光谱位置和发光增强因子，该特性可用于新型纳米光子器件及单分子高灵敏检测。
关键词： 近场耦合、间隙厚度依赖性、分子发射体、间隙模式、等离子体纳米腔、光致发光增强
更新于2025-11-19 16:46:39
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基于激光结构化银表面和银纳米棱镜的等离子体纳米腔超表面用于增强腺苷核苷酸光致发光
摘要： 在室温下对生物分子进行可靠的荧光光谱与成像分析，是生物物理学、生物化学和分子遗传学领域具有挑战性且重要的课题。利用金属纳米结构实现荧光信号的强等离子体增强效应，是解决该问题的最有效途径之一。其中，具有密集尖锐顶点的金属纳米结构、周期性排列的金属纳米结构以及等离子体腔体能够提供最强的增强效果。本研究基于银（Ag）激光诱导周期性表面结构与银三角纳米棱镜构建的等离子体腔体超表面，成功实现了上述所有特征。实验揭示了沉积在该超表面上的5'-脱氧腺苷单磷酸在室温下呈现显著的等离子体增强荧光现象，观测到超过1000倍的增强效应。该现象被解释为：激光诱导表面结构与纳米棱镜尖锐边缘附近产生高浓度热点区域的协同作用，结合强近场等离子体耦合激发的腔体集体间隙模式共同导致。相应地，由金属激光诱导周期性表面结构与具有尖锐边缘的非球形金属纳米颗粒组成的等离子体腔体超表面，被证明无需任何染料标记即可实现室温下生物分子的高灵敏度检测与成像。
关键词： 热点、等离子体间隙模式、等离子体超表面、近场耦合、核苷酸光致发光增强
更新于2025-11-19 16:46:39
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[2019年德国慕尼黑国际激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）（2019.6.23-2019.6.27）] 2019年国际激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议（CLEO/Europe-EQEC）——实现横向渐变金波导间纳米级间隙的表面等离极化激元近场耦合
摘要： 光与金属纳米结构高效能量转移的纳米聚焦技术，是实现纳米尺度超快全光开关的关键任务。该器件的可行方案基于两个相隔数纳米间隙的锥形等离子体纳米结构——通过波导间隙区域中电磁近场与激子分子的强耦合来控制信息传输。由于需要在间隙区域实现纳米级精度，制造能将自由传播光聚焦至纳米尺度的介观纳米结构仍具挑战性。本研究采用聚焦离子束"绘制剥离"光刻工艺，在200纳米厚金膜上制备出间隙尺寸与曲率半径低至11纳米的条纹-锥形复合波导等离子体纳米结构。波导中弯曲聚焦离子束刻写的光栅可实现表面等离极化激元（SPPs）的耦合输入输出及纳米结构聚焦，后续通过远场共聚焦显微镜监测这些SPPs的传播特性。研究发现：大间隙尺寸下光传输相对稳定，而当间隙小于20纳米时传输效率急剧提升——该现象最佳拟合为衰减长度8纳米的指数衰减曲线，表明两波导间存在显著的近场耦合能量传输。实验结果与有限元法及时域有限差分计算相符，均显示两波导间隙区域存在强电场局域化。这种显著的电场强度与空间约束特性，使此类等离子体波导成为研究两类强耦合效应的原型结构：既包括相邻分离等离子体波导中传播的表面等离极化激元之间的耦合，也涵盖波导间隙区域中单量子发射体与SPP波的相互作用。此类耦合效应的实现将有望达成纳米尺度的超快远程开关功能。
关键词： 超快开关、纳米聚焦、近场耦合、表面等离极化激元、等离子体纳米结构
更新于2025-09-16 10:30:52
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[2018年IEEE印度天线与传播会议(InCAP) - 印度海得拉巴 (2018.12.16-2018.12.19)] 2018年IEEE印度天线与传播会议(InCAP) - UHF宽带近场耦合天线
摘要： 本工作提出了一种用于超高频射频识别（UHF-RFID）的近场耦合天线对。该天线对适用于检测封闭空间内RFID标签的应用场景，其通过所提天线对的近场耦合将能量传入封闭空间。文中阐述并讨论了天线在耦合模式下实现最佳性能的关键设计参数。该天线对在850 MHz至950 MHz频段内耦合损耗优于2 dB，因而可在整个RFID频段内工作。
关键词： 高阻抗表面、环形天线、近场耦合、超高频、射频识别
更新于2025-09-11 14:15:04
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[IEEE 2019亚太无线电科学会议(AP-RASC) - 印度新德里(2019年3月9日-15日)] 2019年亚太无线电科学会议(AP-RASC) - 太赫兹光子晶体波导间的近场垂直耦合
摘要： 我们利用耦合线技术，在无需直接物理接触的情况下，实现了太赫兹光子晶体波导在垂直方向上的近场耦合。实验中成功实现了约80%的太赫兹功率从一个波导向另一个波导的高效传输。随后，通过该近场链路成功传输了多Gbps数据。本研究可视为迈向实用化太赫兹光子晶体波导电路连接器的重要一步。
关键词： 近场耦合、光子晶体波导、多吉比特数据传输、太赫兹、耦合线技术
更新于2025-09-11 14:15:04
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适用于近场和远场RFID操作的UHF读写器天线
摘要： 为了检测封闭空间内的RFID标签，读写器天线可通过近场耦合方式向另一天线传输能量。若要检测远场标签，则读写器天线需具备良好增益。由于耦合效应会影响天线系统的工作频率，这两项需求通常相互制约。本研究提出了一种环形天线的改进方案，使其能同时适用于近场和远场。采用高阻抗表面（HIS）反射器的环形天线构成低剖面天线组合，两个天线可在近场与远场模式间灵活切换，且其工作频段不受天线间距影响。通过测量RFID标签的读取距离，将所提天线与多种其他天线进行性能对比。结果表明：在检测封闭空间内标签时，本方案天线性能优于其他天线；作为远场天线使用时，其性能与传统仅优化远场功能的RFID读写器天线非常接近。
关键词： 近场耦合、远场近场天线、射频识别、超高频、高阻抗表面、环形天线
更新于2025-09-04 15:30:14