動態全光控表面等離激元的局域及調控特性基礎研究

《動態全光控表面等離激元的局域及調控特性基礎研究》是依託南開大學，由袁小聰擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：動態全光控表面等離激元的局域及調控特性基礎研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：袁小聰
• 依託單位：南開大學

中文摘要

研究動態全光控表面等離激元的定點產生、定向傳播及調控理論基礎，通過控制入射光強分布和表面等離激元（SPs）激發條件，探討在均勻金屬膜的任意預定位置產生動態、定向傳播SPs的工作機理，定量分析其傳播、調製、相干特性。研究內容包括：(1)動態光控表面等離激元產生方法和物理機制，主要包括：動態SPs激發模式、入射光束整形、局域性分布、與周圍條件的依賴關係等。(2)基於金屬膜上PMMA介質結構，實現對定點定向SPs的調製。(3)利用全光控定點產生的多個SPs場相干特性結合表面場增強效應，研究全光控近場SPs、干涉相互作用機理，進一步探索新型近場全光控干涉儀的工作機制。本課題擬開展的SPs動態、光控、定點、定向特性，對於控制SPs產生、局域、傳播、相干等基本光學功能起著關鍵作用，它不僅對納米近場光學基礎研究具有重要意義，而且對於納米光子器件和新一代光信息處理具有潛在的套用價值。

結題摘要

本項目研究動態全光調控表面等離激元的產生、定向傳播的理論基礎。通過調製結構光束特性以及表面等離激元激發條件，探討產生動態、定向傳播表面等離激元的工作機理，定量分析其傳播、聚焦以及相干特性，並開展新型動態全光近場光學器件的研究。研究內容包括：(1)研究新型結構光束激發動態表面等離激元。開展基於計算全息、二維衍射光柵的動態結構光束整形新方法研究，豐富產生動態表面等離激元的手段。實現螺旋位相片結合達曼光柵產生高效率結構光的研究，利用連續型的三次位相片高效率產生艾利光束的研究以及扇形劃分的矢量光束的產生的研究等工作。（2）開展結構光束動態激發表面等離激元以及基於金膜PMMA結構的表面等離激元的研究，實現表面等離激元的局域以及定向激發,為開展探索新型表面電漿在超分辨成像，高靈敏感測等近場光學器件套用研究奠定基礎。實現了摻雜螢光PMMA納米結構局域表面等離激元的研究，以及渦旋光束動態調控表面電漿激元的研究等工作。（3）基於結構光束激發表面等離激元的研究，開展新型動態全光控近場光學器件與儀器的研究。實現了新型動態表面等離激元調控技術對於拉曼檢測, 表面等離激元超解析度成像以及高靈敏度表面等離激元共振感測的套用研究。本課題開展的表面等離激元“動態”、“全光控”、 “定向”的特性研究，對於控制表面等離激元產生、傳播、局域、相干等起著關鍵作用。它不僅對納米近場光學基礎研究具有重要意義，而且對於開發納米光子器件具有重要套用價值。在本項目研究過程中一共發表29篇論文，培養博士研究生4名，碩士研究生4名,博士後1名。