等离激元小结
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3
m d 4 a m 2 d
3
LSP共振条件：
m 2 d 0
2
m /
2 p
R p / 2 d
* 亚波长粒子的散射、吸收及消光截面：
E
p 0 d E
4
p
散射截面：
k 2 sc Psc / I in . 6
Drude model
e/m x 2 E i
m 1 ( i )
2 p
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
* 单界面SPP概念、特征及激发方式：
kspp
m d . c m d
k0 d sin Gm kspp
Insulator
* 多层结构SPP
metal
t
Insulator
3 2 1
z
x
s k0
2 t d tanh m 2
2 d
a k0
2 t d / tanh m 2
2 d
* 伪表面等离激元
a
d
2
surface plasmon
sp p / 1 d
m ( i )
2 p
Drude model
* Drude模型的推导：
mv eE ma
e x x E m
D 0 E P 0 E nex 0 m E
16. 小 结
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：
B D 0, E t D B 0, H t
D Байду номын сангаас m E,
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：
k// k0 1 sin G mn
Rayleigh anomaly (dips):
G mn
2 m 2 n ex ey d d
k// k0 i
(i 1,3)
R
ni d m n
2 2
SPP resonances (peaks):
k// kspp
spp
d m2 n 2
m i m i
z
x
h
PEC
a2 k0 1 2 tan 2 k0 h d
d d cot k0 h 2 a
Ex 2 1 nssp Ez
第三章 局域表面等离激元
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：
m d p 4 0 d a E m 2 d
B 0 H , (E, H eit ).
复介电常数：
m ( ) r
i
0
* 边界条件：
E2 t E1t
H2t H1t 0
B2 n B1n
D2 n D1n 0
* 金属内的元激发& Drude模型：
Bulk plasmon
p
ne m 0
吸收截面： 消光截面：
ab Pab / Iin k Im( ).
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：
2 c 2(a 2 ) d (1 ) b
kspp i , vp / , L 1/
k12 2 k02 d , 1 d k1
2 k2 2 k02 m ,
1 m k2
* 棱镜耦合共振条件：
k / / k0 p sin k spp
* 光栅耦合共振条件：
d
m d 4 a m 2 d
3
LSP共振条件：
m 2 d 0
2
m /
2 p
R p / 2 d
* 亚波长粒子的散射、吸收及消光截面：
E
p 0 d E
4
p
散射截面：
k 2 sc Psc / I in . 6
Drude model
e/m x 2 E i
m 1 ( i )
2 p
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
* 单界面SPP概念、特征及激发方式：
kspp
m d . c m d
k0 d sin Gm kspp
Insulator
* 多层结构SPP
metal
t
Insulator
3 2 1
z
x
s k0
2 t d tanh m 2
2 d
a k0
2 t d / tanh m 2
2 d
* 伪表面等离激元
a
d
2
surface plasmon
sp p / 1 d
m ( i )
2 p
Drude model
* Drude模型的推导：
mv eE ma
e x x E m
D 0 E P 0 E nex 0 m E
16. 小 结
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：
B D 0, E t D B 0, H t
D Байду номын сангаас m E,
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：
k// k0 1 sin G mn
Rayleigh anomaly (dips):
G mn
2 m 2 n ex ey d d
k// k0 i
(i 1,3)
R
ni d m n
2 2
SPP resonances (peaks):
k// kspp
spp
d m2 n 2
m i m i
z
x
h
PEC
a2 k0 1 2 tan 2 k0 h d
d d cot k0 h 2 a
Ex 2 1 nssp Ez
第三章 局域表面等离激元
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：
m d p 4 0 d a E m 2 d
B 0 H , (E, H eit ).
复介电常数：
m ( ) r
i
0
* 边界条件：
E2 t E1t
H2t H1t 0
B2 n B1n
D2 n D1n 0
* 金属内的元激发& Drude模型：
Bulk plasmon
p
ne m 0
吸收截面： 消光截面：
ab Pab / Iin k Im( ).
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：
2 c 2(a 2 ) d (1 ) b
kspp i , vp / , L 1/
k12 2 k02 d , 1 d k1
2 k2 2 k02 m ,
1 m k2
* 棱镜耦合共振条件：
k / / k0 p sin k spp
* 光栅耦合共振条件：
d