電磁波照射在具有亞(ya) 波長周期孔陣的導體(ti) 片上,會(hui) 在特定頻率處觀測到透射峰,這就是透射增強現象。近十年來,隨著人們(men) 對透射增強現象研究的不斷深入和擴展,表麵等離子體(ti) 光電子學應運而生。偽(wei) 表麵等離子體(ti) 理論(Designer Surface Plasmons: DSPs)是低頻段表麵等離子體(ti) 光電子學的基礎。該理論認為(wei) ,當金屬表麵亞(ya) 波長孔陣的周期和孔徑遠遠小於(yu) 入射波長時,整個(ge) 結構將對電磁波進行整體(ti) 響應,形 成一種色散曲線與(yu) 表麵等離子體(ti) 激元十分相似的電磁模式,因此稱之為(wei) “偽(wei) 表麵等離子體(ti) ”。2009年,武漢國家光電實驗室的太赫茲(zi) 光電子學團隊的劉勁鬆教授 等人曾提出一種利用DSPs對亞(ya) 波長孔陣反常透射進行控製的新方法(Opt. Exp. 2009,19, 12714)。這種方法在金屬平麵上構造了兩(liang) 組方孔陣列,其一是尺寸和周期略小於(yu) 波長的通孔,其二是尺寸和周期遠小於(yu) 波長的凹槽(或無限深通孔)。大通孔 陣列支持的透射增強現象將因為(wei) 微小凹槽陣列引入的DSPs而發生紅移。由於(yu) 這種方法是基於(yu) 等效介質理論建立起來的,所以它隻能預測和解決(jue) 微小凹槽和微小無 限深通孔支持DSPs的情況。這種理論上的限製,給實際的樣品製備帶來了困難,因此,至今還未出現針對該方法的實驗論證。
為(wei) 了解決(jue) 這些問題,武漢國家光電實驗室太赫茲(zi) 光 電子學團隊的王可嘉博士和丁嵐博士在劉勁鬆教授的帶領下,對混合圓孔陣列中DSPs導致的透射峰紅移進行了係統的理論和實驗研究。首先,該團隊提出了一種 基於(yu) 等效偶極子理論的方法來研究DSPs導致的透射峰紅移,這種方法與(yu) 過去使用的等效介質理論相比,能夠解析描述各種深度的微小凹槽或微小通孔支持的 DSPs,包括極端的無限深或無限薄情況,這就給樣品的製備帶來了更多的靈活性。其次,該團隊巧妙利用印製電路板技術(PCB),製作了適用於(yu) 微波波段的 大孔與(yu) 小孔的混合陣列樣品。與(yu) 東(dong) 南大學崔鐵軍(jun) 教授的研究團隊密切配合,在微波國家重點實驗室進行了微波透射實驗,證實了DSPs對透射增強現象的調製,同 時也驗證了理論模型的正確性。這些研究結果對表麵等離子體(ti) 光電子學具有重要意義(yi) :第一,為(wei) DSPs的存在以及它所導致的透射峰紅移提供了新的實驗證據;第 二,所提出的理論模型為(wei) 分析類似的亞(ya) 波長混合孔陣列提供了理論支持。目前,該團隊正在太赫茲(zi) 波段開展相應實驗,為(wei) 未來製造新型THz功能器件提供實驗依 據。
轉載請注明出處。







相關文章
熱門資訊
精彩導讀

































關注我們

