局域表面等離子體共振LSPR的案例
16，comsol仿真MIM波導(dǎo)（含慢光效應(yīng)方面的曲線繪制） ￥1450
參考文獻(xiàn)是《帶有Ｔ型腔的ＭＩＭ 波導(dǎo)的法諾共振特性研究》-吳迪
帶有T型腔的MIM波導(dǎo)的法諾共振特性研究_吳敵.pdf
在之前的第2篇文章和第3篇文章中介紹了金納米顆粒的局域表面等離子體共振LSPR。在我看來，有個(gè)東西叫spp效應(yīng)，與它像兄弟關(guān)系。spp就是 傳導(dǎo)型 表面等離子體共振，LSPR是 局域型 表面等離子體共振。感興趣的可以學(xué)下這兩本書。
在我看論文時(shí)發(fā)現(xiàn)，LSPR的文章多如牛毛，而SPP方面的文章就相對(duì)來說少見了。今天說的MIM波導(dǎo)正好與SPP有點(diǎn)相關(guān).
下面是論文的結(jié)果 VS 我的結(jié)果
1，慢光效應(yīng)的延時(shí)時(shí)間計(jì)算和等效折射率
上面這三張圖就是該復(fù)現(xiàn)該論文的難點(diǎn)，光學(xué)延遲時(shí)間和群折射率計(jì)算公式如下
難點(diǎn)在于要對(duì)圖7a求出的曲線，首先求每點(diǎn)的切線斜率，然后所有點(diǎn)的切線斜率合在一起得到圖7b。那么問題是該怎么求各點(diǎn)的切線斜率？翻翻高等數(shù)學(xué)書導(dǎo)數(shù)的定義就知道了。這里上面三幅圖我是在matlab中繪制的，主要原因是在comsol中還沒法畫出圖7a。
2，求MIM波導(dǎo)的透射率。這是MIM波導(dǎo)方面文章的必仿內(nèi)容。
下面是付費(fèi)內(nèi)容，包含上面所有圖片的comsol模型以及對(duì)應(yīng)的matlab代碼
展開 19，comsol仿真spp波
參考文獻(xiàn)《Investigation of surface plasmon resonance phenomena by finiteelement analysis and Fresnel calculation》
Investigation of surface plasmon resonance phenomena by finiteelement analysis and Fresnel calculation.pdf
之前說到過LSPR有個(gè)兄弟叫spp，但是spp方面的文章比較少，今天正好看到一篇，順手就給重復(fù)出來了。
下面是論文結(jié)果VS 我的結(jié)果 。
這篇文章我查了下，14年發(fā)的，發(fā)在了一區(qū)影響因子7.46的《Sensors and Actuators B: Chemical》。本文說明了一件什么事呢？就是作者做了關(guān)于spp的實(shí)驗(yàn)，然后用仿真軟件comsol和winspall去仿真實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)comsol與實(shí)驗(yàn)較吻合，而winspall與實(shí)驗(yàn)結(jié)果差的比較多，所以說明comsol更優(yōu)秀。
下面介紹下spp是什么？spp全稱是surface plasmon polarition（表面等離激元，文中叫SPR-surface plasmon resonance），但是為了將其與局域表面等離子體共振LSPR（localized surface plasmon resonance），我個(gè)人喜歡將spp稱作 傳播型 表面等離子體共振。為什么要加傳播型？
展開 基于lumerical fdtd模擬等離子共振吸收的折射率傳感器
<p class="ql-align-justify">在表面等離子體激元學(xué)研究中，金屬納米粒子的光學(xué)特性是許多應(yīng)用的基礎(chǔ)，例如化學(xué)和生物醫(yī)學(xué)傳感、 表面增強(qiáng)光譜、和近場(chǎng)掃描光學(xué)顯微鏡。金或銀納米粒子中的電子與入射光場(chǎng)相互作用時(shí)產(chǎn)生局域表面等離子體共振 (LSPR)。這種 LSPR 現(xiàn)象強(qiáng)烈依賴于納米結(jié)構(gòu)的尺寸、形狀和周圍介電環(huán)境。特別是后者 的依賴性開辟了一條折射率傳感的道路，對(duì)于一定的折射率變化，LSPR現(xiàn)象將導(dǎo)致較大的光譜偏移，從而可以檢測(cè)介電環(huán)境微小的變化。在實(shí)際應(yīng)用中，金屬納米結(jié)構(gòu)的損失是不可避免的。 為了實(shí)現(xiàn)低損耗器件，人們通過優(yōu)化結(jié)構(gòu)幾何形狀和使用增益材料來降低損耗。超材料是共振金屬納米結(jié)構(gòu)，其晶胞遠(yuǎn)小于光的工作波長(zhǎng)，通過正確設(shè)計(jì)超材料中的電磁響應(yīng)，可以實(shí)現(xiàn)完美的吸收。一般來說，在實(shí)際應(yīng)用中，理想的吸收體對(duì)入射角和光的偏振不敏感。</p><p class="ql-align-justify">我們的傳感器方案提出了潛在的折射率傳感器平臺(tái)，其中局域表面等離子體共振傳感基于簡(jiǎn)單的反射率測(cè)量，只需使用單波長(zhǎng)光源就可完成。圖 1 展示了吸收體傳感器結(jié)構(gòu)的幾何形狀。它由兩個(gè)功能層組成：最上層是金納米盤陣列，最下層是金鏡，這兩層由 MgF2 電介質(zhì)隔開。該結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為在垂直入射時(shí)在 x 和 y 方向上與偏振無關(guān)。</p><div contenteditable="false" width="100%" class="ql-align-justify"><img src="https://p3-sign.toutiaoimg.com/tos-cn-i-axegupay5k/f60824320abb41ac838d27131f57563b~noop.image?
展開 一期一會(huì) | 表面等離子體光子學(xué)詳解及其應(yīng)用
共振納米結(jié)構(gòu)
共振納米結(jié)構(gòu)具有光-物質(zhì)相互作用所需的強(qiáng)度，電磁相互作用所需的高局域化，以及散射和吸收所需的大橫截面。其可以用作高效的超透鏡、聚光鏡、納米諧振器和亞波長(zhǎng)波導(dǎo)。
表面等離子體光子學(xué)的應(yīng)用
表面等離子體光子學(xué)依賴于在金屬-電介質(zhì)界面的納米結(jié)構(gòu)中發(fā)生的光學(xué)過程。表面等離子體激元，是自由載流子電子和光子在這些界面上相互作用產(chǎn)生的高度約束電磁波。
SPP的可調(diào)屬性實(shí)現(xiàn)了對(duì)光-物質(zhì)相互作用進(jìn)行納米級(jí)控制，從而在衍射極限光子器件和新一代集成電路納米級(jí)電子器件之間建立了一座橋梁。
納米級(jí)光信號(hào)的產(chǎn)生、放大、處理和路由為電信、生物化學(xué)、能量收集和傳感等不同領(lǐng)域的應(yīng)用提供了許多機(jī)會(huì)。
以下是一些等離子體-電子-光子混合集成電路潛在應(yīng)用的突出示例。
傳感器和生物傳感器
表面等離子體光子學(xué)材料支持局域表面等離子體共振（LSPR），可增強(qiáng)局部電磁場(chǎng)，從而顯著改進(jìn)光譜學(xué)和傳感應(yīng)用。
例如，等離子體誘導(dǎo)共振能量轉(zhuǎn)移（PIRET）可用于提高發(fā)光二極管（LED）的效率以及熒光傳感器的性能。
表面等離子體光子學(xué)的強(qiáng)大應(yīng)用之一是：用于檢測(cè)微量生物或化學(xué)制劑的傳感器。在一個(gè)案例中，研究人員將一種容易與細(xì)菌毒素結(jié)合的物質(zhì)涂在表面等離子體光子學(xué)納米材料上。這種毒素的存在改變了表面等離子體的頻率，因此改變了反射光的角度，這種效應(yīng)可以非常精確地進(jìn)行測(cè)量，即使是極小的毒素量也能被檢測(cè)到。
表面等離子體光子學(xué)技術(shù)在傳感方面的其他應(yīng)用包括：區(qū)分病毒感染和細(xì)菌感染，以及用于監(jiān)測(cè)充電速率和功率密度的電池內(nèi)部傳感器。
表面等離子體共振（SPR）傳感器
SPR傳感器可有效取代基于色譜的環(huán)境污染物檢測(cè)技術(shù)。事實(shí)證明，SPR傳感技術(shù)能夠與色譜法一樣準(zhǔn)確地檢測(cè)氯丁二烯，同時(shí)還能更快地獲得結(jié)果。
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Ansys | 什么是表面等離子體光子學(xué)及其應(yīng)用
表面等離子體光子學(xué)的應(yīng)用
表面等離子體光子學(xué)依賴于在金屬-電介質(zhì)界面的納米結(jié)構(gòu)中發(fā)生的光學(xué)過程。表面等離子體激元，是自由載流子電子和光子在這些界面上相互作用產(chǎn)生的高度約束電磁波。
SPP的可調(diào)屬性實(shí)現(xiàn)了對(duì)光-物質(zhì)相互作用進(jìn)行納米級(jí)控制，從而在衍射極限光子器件和新一代集成電路納米級(jí)電子器件之間建立了一座橋梁。
納米級(jí)光信號(hào)的產(chǎn)生、放大、處理和路由為電信、生物化學(xué)、能量收集和傳感等不同領(lǐng)域的應(yīng)用提供了許多機(jī)會(huì)。
以下是一些等離子體-電子-光子混合集成電路潛在應(yīng)用的突出示例。
傳感器和生物傳感器
表面等離子體光子學(xué)材料支持局域表面等離子體共振（LSPR），可增強(qiáng)局部電磁場(chǎng)，從而顯著改進(jìn)光譜學(xué)和傳感應(yīng)用。
例如，等離子體誘導(dǎo)共振能量轉(zhuǎn)移（PIRET）可用于提高發(fā)光二極管（LED）的效率以及熒光傳感器的性能。
表面等離子體光子學(xué)的強(qiáng)大應(yīng)用之一是：用于檢測(cè)微量生物或化學(xué)制劑的傳感器。在一個(gè)案例中，研究人員將一種容易與細(xì)菌毒素結(jié)合的物質(zhì)涂在表面等離子體光子學(xué)納米材料上。這種毒素的存在改變了表面等離子體的頻率，因此改變了反射光的角度，這種效應(yīng)可以非常精確地進(jìn)行測(cè)量，即使是極小的毒素量也能被檢測(cè)到。
表面等離子體光子學(xué)技術(shù)在傳感方面的其他應(yīng)用包括：區(qū)分病毒感染和細(xì)菌感染，以及用于監(jiān)測(cè)充電速率和功率密度的電池內(nèi)部傳感器。
表面等離子體共振（SPR）傳感器
SPR傳感器可有效取代基于色譜的環(huán)境污染物檢測(cè)技術(shù)。事實(shí)證明，SPR傳感技術(shù)能夠與色譜法一樣準(zhǔn)確地檢測(cè)氯丁二烯，同時(shí)還能更快地獲得結(jié)果。
在其他領(lǐng)域，光纖SPR技術(shù)（即在光纖末端使用SPR傳感器），可促進(jìn)光與表面等離子體的耦合。這有助于實(shí)現(xiàn)超靈敏、緊湊的傳感器件，其對(duì)于遙感應(yīng)用特別實(shí)用。
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