可调谐等离子体共振结构研究

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局域表面等离子体共振(Localized Surface Plasmon Resonance,LSPR)由于其能够在金属结构表面形成增强近场而被广泛应用于传感领域,如表面增强拉曼检测。基于LSPR的传感检测技术具有灵敏度高、样品无需纯化、可实现免标记、无损检测和实时检测等独特优点,在临床诊断、生化制药及环境监测等方面有广泛的应用前景。本文从LSPR的基本理论出发,结合数值分析方法,设计出一种可以用于多波长检测的LSPR场增强结构,并对结构的场增强特性进行了分析。   目前等离子共振结构着眼于纳米结构中近场增强特性,如金属bow-tie结构,其光场可增强108倍,既可被用于单分子检测,也可被用于超高阶非线性倍频产生结构。但是目前的研究大多忽略了多波长共振特性研究。而多波长共振增强纳米结构在多波长同时检测技术中具有重要意义,可以大大提高检测效率并降低成本。因此本文在分析金属纳米结构中局域等离子共振理论的基础上,设计了不对称金属-介质-金属纳米椭圆柱结构,并研究了该结构的形状、尺寸、材料等参数对于其中电场增强特性的影响。研究表明不对称结构的引入,如椭圆柱结构或者Au/SiO2/Ag复合金属材料结构,可以实现可调谐的多个波长共振。  
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