等离激元小结
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9. 局域等离激元共振 A 10. 局域等离激元共振 B
* 球形纳米颗粒的LSP共振&与SPP异同：
ur p
40 d a3
m d m 2 d
ur E
4 a3 m d m 2 d
LSP共振条件：
m 2d 0
m p2 / 2
R p / 2d
* 亚波长粒子的散射、吸收及消光截面：
c 2(a 2 )
d
(1
2
b
)
c 2ay
* 二维小孔阵列的增强透射效应：
Rayleigh anomaly + SPP resonance!
* 增强透射机制： ur
k// k0 1 sin Gmn
ur G mn
2 m
r ex
2 n
r ey
d
d
Rayleigh anomaly (dips):
r ur r
mv eE ma
•r•
x
r• x
e
ur E
m
r x
e/m
ur E
2 i
ur ur ur ur r
D
0
E
ur
P
0
E
ne
x
0m E
Drude model
m
1
2 p
( i
)
第二章 表面等离极化激元
5. 金属表面等离激元 6. 表面等离激元的激发 7. 多层结构的表面等离激元 8. 伪表面等离激元
复介电常数：
m ()
r
i 0
* 边界条件：
E2t E1t
H2t H1t 0
B2n B1n D2n D1n 0
* 金属内的元激发& Drude模型：
Bulk plasmon
p
ne2
m 0
surface plasmon
sp p / 1 d
Drude model
m
2 p
(
i
)
* Drude模型的推导：
16. 小 结wk.baidu.com
课程主要内容： 第一章 从介质到金属
1. 绪论 2. Maxwell方程 3. 时谐电磁波在介质中的传播 4. 金属的介电和光学特性
* 金属内时谐场满足的复数形式的Maxwell方程：
r D 0,
r E
r B
r B 0,
r H
rt D
t
r
r r r rr
D 0mE, B 0H, (E, H eit ).
* 多层结构SPP
Insulator
3 z
metal
t
2 x
Insulator
1
s k0
d
2 d
m
tanh2
t
2
a k0
d
2 d
m
/
tanh2
t
2
* 伪表面等离激元
k0
1
a2 d2
tan2
k0h
d
d 2 a
cot k0h
Ex Ez
1
n2 ssp
z
a
d
x
h
PEC
第三章 局域表面等离激元
* 单界面SPP概念、特征及激发方式：
kspp
c
md . m d
kspp i , vp / , L 1 /
k12 2 k02 d ,
d
1 k1
k22 2 k02 m ,
m
1 k2
* 棱镜耦合共振条件：
k// k0 p sin kspp
* 光栅耦合共振条件：
d
k0 d sin Gm kspp
k// k0 i (i 1,3)
R
ni d m2 n2
SPP resonances (peaks):
k// kspp
spp
d m2 n2
m i m i
ur
ur
p 0d E
E p
散射截面：
sc
Psc / Iin
k4
6
2.
吸收截面： ab Pab / Iin k Im( ).
消光截面：
ex sc ab
第四章 超构表面的光学性质
11. 亚波长小孔的光学性质 12. 异常光学透射效应 13. 微结构金属表面的光学性质
* 亚波长矩形小孔的截止波长&截止共振：
* 球形纳米颗粒的LSP共振&与SPP异同：
ur p
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m d m 2 d
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4 a3 m d m 2 d
LSP共振条件：
m 2d 0
m p2 / 2
R p / 2d
* 亚波长粒子的散射、吸收及消光截面：
c 2(a 2 )
d
(1
2
b
)
c 2ay
* 二维小孔阵列的增强透射效应：
Rayleigh anomaly + SPP resonance!
* 增强透射机制： ur
k// k0 1 sin Gmn
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Rayleigh anomaly (dips):
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)
第二章 表面等离极化激元
5. 金属表面等离激元 6. 表面等离激元的激发 7. 多层结构的表面等离激元 8. 伪表面等离激元
复介电常数：
m ()
r
i 0
* 边界条件：
E2t E1t
H2t H1t 0
B2n B1n D2n D1n 0
* 金属内的元激发& Drude模型：
Bulk plasmon
p
ne2
m 0
surface plasmon
sp p / 1 d
Drude model
m
2 p
(
i
)
* Drude模型的推导：
16. 小 结wk.baidu.com
课程主要内容： 第一章 从介质到金属
1. 绪论 2. Maxwell方程 3. 时谐电磁波在介质中的传播 4. 金属的介电和光学特性
* 金属内时谐场满足的复数形式的Maxwell方程：
r D 0,
r E
r B
r B 0,
r H
rt D
t
r
r r r rr
D 0mE, B 0H, (E, H eit ).
* 多层结构SPP
Insulator
3 z
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t
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d
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* 伪表面等离激元
k0
1
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1
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PEC
第三章 局域表面等离激元
* 单界面SPP概念、特征及激发方式：
kspp
c
md . m d
kspp i , vp / , L 1 /
k12 2 k02 d ,
d
1 k1
k22 2 k02 m ,
m
1 k2
* 棱镜耦合共振条件：
k// k0 p sin kspp
* 光栅耦合共振条件：
d
k0 d sin Gm kspp
k// k0 i (i 1,3)
R
ni d m2 n2
SPP resonances (peaks):
k// kspp
spp
d m2 n2
m i m i
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ur
p 0d E
E p
散射截面：
sc
Psc / Iin
k4
6
2.
吸收截面： ab Pab / Iin k Im( ).
消光截面：
ex sc ab
第四章 超构表面的光学性质
11. 亚波长小孔的光学性质 12. 异常光学透射效应 13. 微结构金属表面的光学性质
* 亚波长矩形小孔的截止波长&截止共振：