第八章 基于表面等离子体结构的纳米光集成
基于表面等离子体共振效应的Ag(Au)
2016年第35卷第1期CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS ·131·化工进展基于表面等离子体共振效应的Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究进展邵先坤，郝勇敢，刘同宣，胡路阳，王媛媛，李本侠（安徽理工大学材料科学与工程学院，安徽淮南 232001）摘要：由具有表面等离子体共振（surface plasmon resonance，SPR）效应的贵金属（Ag、Au等）纳米粒子和半导体纳米结构组成的纳米复合光催化剂具有优异的可见光光催化活性，成为新型光催化材料的研究热点之一。
本文综述了Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的制备方法、基本性质以及光催化应用方面的一些重要研究进展；重点介绍了Ag(Au)等纳米粒子的表面等离子共振增强可见光催化活性的机理，以及Ag(Au)纳米粒子与不同类型半导体复合的光催化剂的光催化性能，其中所涉及的半导体包括金属氧化物、硫化物和其他一些半导体；本领域未来几年的研究热点将集中于新型高效的Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的微结构调控及其用于可见光驱动有机反应的机理研究。
本文为基于SPR效应构建Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究提供了有力的参考依据，并且指出Ag(Au)/半导体纳米复合光催化剂的研究是发展可见光高效光催化剂的重要方向。
关键词：贵金属；表面等离子体共振；可见光响应；催化剂；降解；制氢中图分类号：O 649.2 文献标志码：A 文章编号：1000–6613（2016）01–0131–07DOI：10.16085/j.issn.1000-6613.2016.01.017Research progress of Ag(Au)/semiconductor nanohybrid photocatalystsbased on surface plasmon resonanceSHAO Xiankun，HAO Yonggan，LIU Tongxuan，HU Luyang，WANG Yuanyuan，LI Benxia （School of Materials Science and Engineering，Anhui University of Science and Technology，Huainan 232001，Anhui，China）Abstract：Nanohybrid photocatalysts composed of noble metal nanoparticles (Ag，Au，etc.) with surface plasmon resonance (SPR) effect and semiconductor nanostructures have become one of the research hotspots in the field of advanced photocatalysis because of their excellent photocatalytic activity under visible light irradiation. This review summarized some significant research progress about the basic properties，preparation methods and the photocatalytic applications of the plasmonic Ag(Au)/semiconductor nanohybrid photocatalysts. We emphatically introduced the mechanism for the enhanced effect of Ag(Au) nanoparticles with SPR on visible light response photocatalytic activity，as well as the photocatalytic performance of the nanohybrid photocatalysts composed of Ag(Au) nanoparticles and different types of semiconductors，including metal oxides，metal chalcogenides and other semiconductors. The research in this field will focus during the next few years on the microstructure modulation of the novel high-efficiency Ag(Au)/semiconductor nanohybrid photocatalysts and their photocatalytic mechanisms in visible-light-driven organic reactions. This收稿日期：2015-04-21；修改稿日期：2015-06-18。
基于超材料表面等离子体诱导透镜的光学成像技术研究
基于超材料表面等离子体诱导透镜的光学成像技术研究随着科技的不断发展，各行各业都在不断进步和创新。
光学是物理学中的一个重要领域，光学成像技术是光学领域的重要方面，广泛应用于生物医学、制造业、安全监控等各种领域。
而基于超材料表面的等离子体诱导透镜技术，是近年来光学成像技术的一项新进展。
超材料表面是一种新型材料，拥有超出常规材料的光学性能，可以用来构建微小的光学结构，如超材料透镜。
而等离子体则是由高能电子激发的电磁振荡，会在特定条件下形成能量固定的波长，也就是等离子体共振。
超材料表面等离子体诱导透镜结合了超材料的精细微结构和等离子体共振的特性，可以实现类似传统透镜的成像效果，并拥有更高分辨率、更强对比度的优势。
与传统透镜相比，超材料表面等离子体诱导透镜可以通过微调结构参数来精密调整成像效果，实现更高分辨率、更短焦距和更广视场等特点。
此外，超材料表面等离子体诱导透镜能够对不同波长的光线进行分离和聚焦，可以实现多光谱成像，进一步提高成像质量。
在医学应用中，超材料表面等离子体诱导透镜可以被应用于生物医学成像。
例如，在显微镜成像中，可以用超材料表面等离子体诱导透镜代替传统透镜，进一步提高显微镜成像质量。
同时，超材料表面等离子体诱导透镜还能通过将多光谱成像与生物标记结合，实现高质量生物成像，例如神经元成像、癌症诊断等。
在其他应用中，超材料表面等离子体诱导透镜也有着广泛的应用前景。
例如，在制造业中，由于超材料表面等离子体诱导透镜可以实现更高分辨率、更精密的成像，因此可以被应用于半导体、微电子器件的制造、纳米材料分析等领域。
在安全监控领域中，超材料表面等离子体诱导透镜可以实现更高分辨率、更快速的目标识别和跟踪，可以被应用于无人机、智能机器人等领域。
总之，基于超材料表面等离子体诱导透镜的光学成像技术是一种全新的成像技术，具有更高分辨率、更强对比度、更短焦距、更广视场和更高光学品质的优势。
在医学、制造业、安全监控等领域都有广泛的应用前景，是一项非常有前途的技术。
表面等离子体共振在纳米材料制备中的应用
表面等离子体共振在纳米材料制备中的应用纳米材料的制备一直是材料科学领域的研究热点，而表面等离子体共振（surface plasmon resonance，SPR）作为一种强大的表征和探测技术，已经在纳米材料的制备中得到了广泛的应用。
本文将探讨表面等离子体共振在纳米材料制备中的应用及其意义。
一、表面等离子体共振技术概述表面等离子体共振技术是一种基于金属纳米结构表面电磁波的共振现象研究的技术。
当入射光与金属纳米结构表面发生共振时，会激发出表面等离子体，从而引起金属的电磁场集体振荡。
这种共振现象可以通过光学谱学等技术进行表征和测量，可以提供有关纳米材料的信息，如形貌、尺寸、形成机理以及表面等离子体的电场分布等。
二、表面等离子体共振在纳米材料制备中的应用1. 纳米颗粒制备表面等离子体共振技术可以用于纳米颗粒的制备，通过调节金属纳米颗粒的形状和尺寸，可以实现对颜色和光学性能的调控。
通过激发金属纳米颗粒的表面等离子体共振，可以产生强烈的局部电场增强效应，从而实现光电催化、光学传感和光子晶体等应用。
此外，表面等离子体共振还可以通过控制纳米颗粒的形状和排列方式，实现可见光的隧穿透镜和超分子化学反应的调控。
2. 纳米薄膜制备表面等离子体共振技术在纳米薄膜制备中也发挥着重要的作用。
通过将光敏材料结合到金属薄膜的表面，可以实现对金属薄膜光学性质的调控。
表面等离子体共振技术可以通过对金属薄膜的厚度、结构和材料的选择进行优化，从而实现纳米薄膜的高效传感、光电特性和光谱响应等应用。
此外，通过在金属薄膜表面引入纳米结构，还可以实现纳米薄膜的超表面等离子体共振效应，从而产生表面增强拉曼散射、光电子能谱和光子晶体等效应。
3. 纳米器件制备表面等离子体共振技术在纳米器件制备中的应用也日益广泛。
通过利用表面等离子体共振效应，可以实现纳米器件的高灵敏度传感、超分辨率成像和超快光学调控等功能。
例如，利用表面等离子体共振技术可以制备超灵敏的表面等离子体共振传感器，实现对微量生物分子的检测和分析。
973项目申报书——2009CB930700-基于表面等离子体共振的新纳米结构体系和传感器
973项目申报书——2009CB930700-基于表面等离子体共振的新纳米结构体系和传感器项目名称: 基于表面等离子体共振的新纳米结构体系和传感器首席科学家: 徐红星中国科学院物理研究所起止年限: 2009.1至2013.8 依托部门: 中国科学院一、研究内容拟解决的关键科学问题:本项目的主要任务是通过优化表面等离子体共振性质的新纳米结构体系～研究光、分子和金属纳米结构之间相互作用的机制和相关表征新技术～进而发展新一代超灵敏表面等离子体共振传感器和表面增强光谱传感器～为我国研发具有自主知识产权的相关传感器和分析测试仪器打下坚实基础。
为此～我们需要解决的关键科学问题包括:1. 新纳米结构体系的表面等离子体光子学研究的关键科学问题,1,目前所大量研究的是一些常见金属纳米结构的特定的表面等离子体特性～但是如何可以控制金属纳米结构的生长或组装～以实现可设计的表面等离子体特性,,2,表面等离子体共振激元在严格意义上是如何产生、演化、传导和衰减的,,3,表面等离子体激元是一个天然的光电混合体系～它不仅伴有电荷的转移～也有能量的转移～若再考虑与探测分子的相互作用～如何理解和揭示复杂的电荷和能量转移机理。
2. 表面增强拉曼散射和表面增强荧光研究的关键科学问题,1,SERS基底材料的拓展。
虽然已经从金、银和铜拓展到其它过渡金属体系～但是如何进一步拓展至极其重要的硅及其它半导体材料仍极具挑战性,,2,SERS技术的拓展。
发展超高灵敏度的SERS传感器和分子器件的关键基础之一是建立具有极高SERS活性的可控纳间隙结构和相应表征技术,,3,SERS理论的发展。
迄今对光、分子和纳米结构三者相互作用的理论模型和计算方法尚未建立～综合考虑物理和化学增强机理的统一SERS理论亟待发展,,4,金属纳米结构对荧光的作用既有增强又有淬灭～这是一对矛盾～如何突出荧光增强的效应或者抑制淬灭的效应,,5,荧光的表面增强效应只作用于离金属纳米结构很近的分子～在传感器应用上受到了金属纳米结构本身的巨大限制～如何设计合理的金属纳米结构体系来高效地、稳定地、可控地探测目标分子。
纳米光学材料中的表面等离子体共振效应研究
纳米光学材料中的表面等离子体共振效应研究随着科技的不断发展，纳米材料的应用逐步被人们所关注。
其中，纳米光学材料的研究备受关注，因为它可以帮助人们更好地探究物质表面上的信息。
其中，表面等离子体共振效应被广泛使用，可为实现高感度、高选择性、简便易行的检测技术、纳米传感器和纳米光子器件等领域的发展带来帮助。
表面等离子体共振效应简介表面等离子体共振(Surface Plasmon Resonance, SPR)是介质中的一种电磁波，由电子在金属表面上的集体振动(generalized)所引起。
表面等离子体共振是一种表面敏感的信号，能够检测出薄膜或者单分子层吸附，具有高灵敏度、快速、使用简便等优点。
表面等离子体共振效应在纳米光学材料中的应用在纳米光学材料中，表面等离子体共振效应可以被广泛使用。
例如，在光学传感器中，将金属薄膜(如银)置于玻璃基片上，用激光照射这个三明治式的结构，如果金属的厚度和金属与介质的折射率之比有特定的值，这个结构就会发生表面等离子体共振(Surface Plasmons)现象。
这个现象很灵敏，甚至能够探测出单分子层的物质，所以被广泛地应用于生物领域的分子识别、药物研究等。
表面等离子体共振效应的基本理论可以通过Maxwell方程和电荷守恒方程建立表面等离子体共振效应的理论模型。
假设金属薄膜的表面存在一个粒子密度为ρ的电荷层，则得到关于金属薄膜中的电磁场分布的方程组。
这个方程组的解决方式包括自然频率分析、有限元数值模拟和BEM边界元法等。
实验材料与方法实验采用的材料为金膜，基片采用的是玻璃基片。
通过溅射法沉积金膜，厚度为48-52纳米。
实验方法中，采用单色激光照射，通过光电探头探测反射光强度变化。
实验的过程中，反射光强度的变化量随着金膜厚度的变化而发生变化，形成了一定的变化规律。
利用这个规律，可以进一步探究表面等离子体共振效应的特性。
结语总的来说，表面等离子体共振效应是一种广泛应用于纳米光学材料中的效应，具有高灵敏度、快速和使用简便的特点。
基于表面等离子体激元纳米微腔的光学双稳态
等离 子体 激 元 （ Ｐ ｓ ＳＰ）
具 有 突 破 衍 射 极 限 和 局
腔 内产生 的 Ｋｅｒ ｒ 效应 使 得 双 稳 现 象在 该 结 构 中得
以观察 到 。
部场 增强 效应 特性 ， 能使 器件 的尺 寸极 大减小 ， 也 故 被 提 出 作 为 实 现 光 学 双 稳 的 手 段 且 相 继 有 基 于 Ｓ Ｐ 光子 晶体 、 属 一介 质 多层 膜 、 属 光 栅 等 实 Ｐｓ 金 金
自提 出以来 就受 到 了广泛 的 关注 和研 究 ［
。但 一
般 的光 学双 稳器 件需 要较 长 的尺寸及 较大 的入 射光 强 以产 生 双稳态 所 需 要 的非 线 性 响 应 ， 难 以适 应 而
集成 光学 中体 积小 、 耗低 的要 求 。为 满 足 器件 小 功 型化需 要 ， 近年来 ， 于光 子 晶体腔 ¨ 和 和量子 阱结 基 ５ ］ 构＿ 的光学 双稳 态 器 件 也 被 提 出 。同 时 ， ６ ］ 由于 表 面
０ ｃ ． Ｏ１１ ｔ２
Байду номын сангаас
文 章 编 号 ： ０ ６０ ６ （ ０ １ ０ — ４ ６ ０ １０ —４ ４ ２ １ ）５０ ８—４
基 于表 面 等 离 子体 激 元 纳米 微 腔 的光 学 双 稳 态
沈 云 ， 桂 华 ， 定 寰 任 范
（． 昌 大 学 物 理 学 系 ， 西 南 昌 ３ ０ ３ ；． 石 理 工 学 院 机 电 工程 学 院 ， 北 黄 石 １南 江 ３０ １２ 黄 湖 ４５０） ３ ０ ３
效 应 可 以 满 足 以较 小 输 入 光 强 获 得 较 大 腔 内 光 强 及
非 线性 响应 ， 从而 实现 低输 入光 强 的双稳态 效果 。
等离子体纳米结构
等离子体纳米结构等离子体纳米结构（Plasma Nanostructures）是由等离子体（Plasma）中的离子、电子和中性分子聚集形成的一种微观结构。
等离子体纳米结构在材料科学、物理学和化学中具有重要的研究价值和广泛的应用前景。
本文将介绍等离子体纳米结构的形成、性质和应用等方面的内容。
等离子体是一个类似于气体的物质状态，具有高度电离的特点。
当气体被加热到足够高的温度时，气体分子会失去部分电子，形成等离子体。
等离子体中的自由电子和正离子之间的相互作用导致了复杂的物理和化学过程的发生。
在等离子体环境中，离子和电子之间的碰撞和复合产生了大量的能量，这种能量的释放和转移可用于构造各种纳米结构。
等离子体纳米结构的形成需要特定的条件和实验技术。
一种常用的方法是利用等离子体在低压和高温下形成纳米颗粒，这些纳米颗粒可以通过聚集体自己形成纳米结构。
另一种方法是利用等离子体中离子和电子的活性，使其在特定的表面上发生吸附和扩散，从而形成纳米结构。
还有一种方法是利用等离子体中的能量和动量转移过程，通过控制放电参数和表面特性，制备出具有特定结构的纳米材料。
等离子体纳米结构的性质与其组成材料、结构和尺寸密切相关。
由于等离子体中离子和电子的高能量和高速度，纳米结构通常具有优异的电子导电性和热导性。
此外，纳米结构还具有特殊的光学和电磁性质，如表面等离子共振和介电增强效应。
这些特殊性质使得等离子体纳米结构在光电子器件、催化剂、生物医学和传感器等领域具有广泛的应用潜力。
在光电子器件中，等离子体纳米结构可以用作高效的光伏材料，通过吸收和转换太阳能电力。
此外，利用等离子体纳米结构的光学特性，可以制备出高灵敏度的光学传感器和光子晶体材料。
在催化剂方面，等离子体纳米结构可以提供更大的比表面积和更多的活性位点，从而提高催化反应速率。
在生物医学领域，等离子体纳米结构可以用于药物传输、光热疗法和细胞成像等应用。
总的来说，等离子体纳米结构作为一种新兴的纳米材料，具有广泛的研究价值和应用前景。
表面等离子激元器件
表面等离子激元器件一、引言表面等离子激元器件是一种基于表面等离子体波的光电子器件，其在光通信、光信息处理、光传感等领域具有广泛的应用前景。
随着纳米技术的快速发展，表面等离子激元器件的研究逐渐成为光电子学领域的热点之一。
本文将详细介绍表面等离子激元器件的基本原理、结构类型、制备方法以及应用领域，并分析其未来发展趋势。
二、表面等离子体波与表面等离子激元器件的基本原理表面等离子体波（Surface Plasmon Polariton，SPP）是一种在金属与介质界面处传播的电磁波模式，其电场强度在垂直于界面的方向上呈指数衰减。
SPP具有独特的色散关系和场增强效应，使得光能够在亚波长尺度上进行操控，为纳米光子学的发展提供了有力支持。
表面等离子激元器件利用SPP的特殊性质，通过金属纳米结构的设计与制备，实现对光的传播、散射、聚焦、偏振等功能的调控。
其基本原理在于，当光照射到金属纳米结构上时，会激发金属表面的自由电子产生集体振荡，形成SPP。
通过调控金属纳米结构的形状、尺寸和排列方式，可以实现对SPP传播常数、散射特性以及场分布的有效控制，从而构建出具有特定功能的表面等离子激元器件。
三、表面等离子激元器件的结构类型根据金属纳米结构的不同，表面等离子激元器件可以分为多种类型，如金属纳米颗粒、金属纳米线、金属纳米孔阵列等。
以下对这些结构类型进行简要介绍：1. 金属纳米颗粒：金属纳米颗粒是最简单的表面等离子激元器件之一，其形状可以是球形、棒状、星形等。
金属纳米颗粒的局域表面等离子体共振（Localized Surface Plasmon Resonance，LSPR）效应使得其对特定波长的光具有强烈的吸收和散射作用，可应用于光传感、生物成像等领域。
2. 金属纳米线：金属纳米线是一种具有一维结构的表面等离子激元器件，其直径通常在几十到几百纳米之间。
金属纳米线支持SPP的传播，可以作为纳米波导、纳米天线等器件的基本单元。
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为什么只有 TM偏振才能 激发表面等 离子波
为什么会有 类似分布的 探测曲线
为什么只有金属和 介质表面才会有这 种表面等离子波
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表面等离子波 是什么
先从平面波导的类似现象来思考
思考：光如何从侧面耦 合进入光波导？
？
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先从平面波导的类似现象来思考
思考：改变入射角θ，探测IR 功率，其响应曲线如何分布？
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表面等离子体波的传播长度
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表面等离子体波传播长度的估算
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表面等离子体波三个特征长度
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水汽
等离子体
电离气体
冰
水
00C
1000C
100000C 温度
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等离子体定义
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等离子体振荡频率
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表面等离子体振荡
在金属表面，电子的横向（垂直于表面）运动受到表面的阻挡， 因此在表面上形成了电子浓度的梯度分布，并由此形成局限于表面 上的等离子体振荡 表面等离子体波。
第八章 基于表面等离子体结构的纳米 光集成
宋军
光学共振现象
PaБайду номын сангаасe 2
表面等离子体共振简介
表面等离子体共振（Surface plasmon resonance ，SPR ）， 又称等离子激元共振，是一种物理光学现象。
与光的全反射有关
电磁波 共振条件
1 2
相同的频率和波矢（即波长） k矢量的方向匹配
X
X
Z
稳定传输的导模意味着传播常数方向沿Z轴。而x 方向在上下介质里电磁场分布都沿指数衰减。
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表面等离子波的产生
为了理清表面等离子波究竟是如何产生的，我们先建立一个最普遍的 模型。考虑光入射在两个无限大的介质交汇面。 探索两介质需要满足什么条件，才能形成这样稳定沿Z向传输的导模。
ˆ d 1 dH y ˆ ˆ e k 2H y 0 ˆ dx e dx
区域 1
指数衰减（倏逝波）
界面
ˆ ˆ , 1 dH y 连续 Hy ˆ e dx
区域 2
指数衰减（倏逝波）
H y H o exp 1 x
ˆ 12 N 2 e1 k 2
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入射偏振态
p-polarization: TM E-field 平行于入射平面
s-polarization: TE E-field 垂直于入射平面
Ex E
Hx H Ey
q1 e1 e2 q2 -x x=0 y z
Hy
x=0 y z
Ez
Hz
q1 e1 e2 q2
-x
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两介质表面的麦克斯韦方程组方程组
沿 z轴方向传输
ˆ ε1
ˆ ε2
ˆ e12 k2 0 ˆ ˆ e1 e 2
2 1
0
2 2
ˆ ε
ˆ ˆ e1 e 2 ˆ2 e2 k2 0
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简单从电磁场边界连续条件看同一问题
p-polarization: E-field平行于入射平面
s-polarization: E-field垂直于入射平面
H y H o exp 2 x
2 ˆ 2 N 2 e 2 k 2
1 2 ˆ1 ˆ e e2
ˆ N 2 e2 ˆ e2
1 0
衰减沿 –x
ˆ N 2 e1 ˆ e1
2 0
衰减沿 +x
ˆ e12 k2 ˆ ˆ e1 e 2
ˆ 12 N 2 e1 k 2
E y Eo exp 2 x
2 ˆ 2 N 2 e 2 k 2
衰减沿 –x
ˆ ˆ N 2 e1 N 2 e 2
衰减沿 +x
不可能!
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TE偏振
因此两个介质表面是不可能有TE偏振的导模的！
TM 导模解
没有极化电场产生 没有表面等离子导模被激发! 因此对TE偏振金属界面不会产生极化电 荷分布，不能激发表面等离子波
和 p-polarization相比:
x
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导模
等效折射率
neff ˆˆ ε1ε 2 R ˆ ˆ ε1 ε 2
思考：表面等离子波能否沿z 方向无限传输下去？
ˆ2 ε1 α1 k ˆ ˆ ε1 ε 2 ˆ2 ε2 α2 k ˆ ˆ ε1 ε 2
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表面极化的概念
A polariton is an electromagnetic wave that is linearly coupled to an electric or magnetic dipole active elementary excitation in a condensed medium. A surface polariton is a polariton whose associated electromagnetic field is localized at the surface of the medium.
2 1
ˆ ˆ e1 e 2 N ˆ ˆ e1 e 2
2
介质
2 2
Page 20
ˆ ˆ e1 e 2
ˆ2 e2
k2
金属
小结
对TE偏振不存在符合条件的介质，而 对TM偏振符合特定条件就有可能形成 z向传输的导模 TM偏振要想在两种介质的表面形成沿 z向稳定传输的导模光波，必须要求两 介质介电常数符号相反，且和小于零；
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共振^_^
表面等离子体共振仪器
Kretschmann 和Otto采用棱镜耦合的全内反射方法，实 现了用光波激发表面等离子体振动并产生共振。
q0
q0 kev ksp k'ev ksp
Prism e0 Metal em Sample e1
x
z
Prism e0 Sample e1 Metal em
x
ˆ εoε 2 ,μ o
ˆ ε o ε1 , μ o
区域2
z
区域1
TE Fields
Hx 1 Ey jω μo z
1 Ey jω o x
TM Fields
Ex Ez 1 Hy jω e z
Hz
1 Hy jω e x
Ey
1 Hz Hx jω e x z
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先从平面波导的类似现象来思考
思考：这个结果有什么应用？
思考：如果将平板波导换做 金属和介质的交界会有何现 象？——表面等离子波
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表面等离子波
类似前面对棱镜耦合器原理的解释，我们可以设想，表面等离子波必 然和波导一样，是在金属和介质的表面形成了可以稳定传输的“导模”
q1
coupling gap metal
prism
q1
metal
prism
Grating
Otto geometry 1968年
Kretschmann-Raether Geometry 1968年
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k z' k z Gz 2 Gz d
kz 0
k z'
2 d
(A) Kretschman
(B) Otto
当倏逝波与表面等离子波发生共振时，检测到的反射光强会大幅度地减 弱。能量从光子转移到表面等离子，入射光的大部分能量被表面等离子波 吸收，使得反射光的能量急剧减少。
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可用于光激发表面等离子波的方式
1902年R.W. Wood实验观测到光入射金属光栅表面，反射光的异常 行为 1941年Fano将这个异常行为定义为等离子行为；Ritchie在1957年首 次在理论上解释了上述过程
E1x
E1
x=0 y
D1x D2 x
E2 E2z
e1 e2
H1y
z
E1z E2x H2y
e 0 E1x P x e 0 E2 x P2 x 1
极化电场分布产生了
假如一个界面材料是金属, 电子将相对应这个 极化电场重分布. 这就是通常所说的 表面等 离子波
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x
对p偏振（TM）假如一个界面材料 是金属, 电子将相对应这个极化电场 重分布. 这就是通常所说的 表面等 离子波
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s-polarized 入射： 和p偏振情况类似，但此时我们注 意到由于电场没有法向分量，因 此不会有极化电场P
TE偏振入射时的边界条件 (注意此时电场没有法向分量): 由电场切向分量边界连续条件,
H1x H1
z=0 y
E1y
z
H1z H2x E2y
H2 H2z
e1 e2
e 0 E1x P x e 0 E2 x P2 x 1
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表面等离子共振的激发条件 (SPR)
表面波沿垂直界面方向指数衰减
ˆ 1 e 1 0 ˆ 2 e2 ˆ e1 0 ˆ2 e
沿 x方向衰减
导波沿界面平行方向传输
ˆ ˆ e1 e 2 N 0 ˆ ˆ e1 e 2
2
ˆ ˆ e1 e 2 0 or ˆ ˆ e 1 e 2
1987年，Knoll等人开始SPR成像研究
1990年，Biacore AB公司开发出首台商品化SPR仪器
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倏逝波（古斯汉欣位移）的应用