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第1章 表面等离激元纳米光子学1

1.1 引言1

1.2 表面等离激元——历史简介1

1.3 表面等离激元——现状和未来2

1.4 本书内容概要3

参考文献7

第2章 纳米颗粒阵列的近场和远场特性8

2.1 引言8

2.2 单个金属纳米颗粒上的表面等离激元8

2.2.1 金属的光学性质8

2.2.2 金属纳米颗粒上的表面等离激元（SPN）的定性描述9

2.2.3 SPN的理论描述9

2.2.4 SPN共振阻尼10

2.3 纳米颗粒阵列的远场消光光谱11

2.3.1 表面等离子共振的谱线位置11

2.3.2 SPN的谱宽和衰减时间12

2.4 纳米颗粒阵列的光学近场14

2.4.1 单个金属颗粒的光学近场14

2.4.2 颗粒阵列的光学近场15

2.5 光学非线性15

2.6 颗粒间的相互作用16

2.7 总结17

参考文献18

第3章 周期性纳米孔结构的光透射理论20

3.1 引言20

3.2 二维亚波长孔洞阵列20

3.3 被凹槽包围的单孔中的光异常透射24

3.4 单孔中的光聚束效应27

参考文献28

第4章 表面等离激元波导的发展与近场特性30

4.1 引言30

4.2 实验背景31

4.2.1 近场显微镜31

4.2.2 样品制备31

4.3 结论32

4.3.1 金属条带模式的场分布32

4.3.2 金属条带模式的路由34

4.4 总结和展望39

致谢40

参考文献40

第5章 长程等离激元传输线数值模拟42

5.1 引言42

5.2 物理背景43

5.3 数值方法44

5.4 结果46

参考文献52

第6章 表面等离极化激元在光子带隙结构中的传输54

6.1 引言54

6.2 数值方法56

6.3 数值结果57

6.4 结论62

致谢63

参考文献63

第7章 亚波长尺度的等离激元波导65

7.1 前言65

7.2 纳米链等离激元波导65

7.3 纳米结构中强耦合的等离激元模式71

7.4 金属／绝缘体／金属纳米槽波导71

7.5 总结76

参考文献76

第8章 光学超透镜79

8.1 引言79

8.2 超透镜理论和成像特性80

8.3 倏逝波的传输增强84

8.4 超透镜的实验演示86

8.5 总结及展望92

致谢92

参考文献92

第9章 等离子共振蝶形纳米天线中的光场增强94

9.1 引言94

9.2 蝶形天线95

9.2.1 单光子效应95

9.2.2 双光子效应99

9.3 结论102

致谢103

参考文献103

第10章 表面等离激元的近场光学激发和检测105

10.1 引言105

10.2 表面等离激元的局部激发106

10.3 支持表面等离激元的锥形近场探针108

10.4 金属针尖附近的场分布109

10.5 金属纳米结构的局部激发发光112

10.6 结论与展望114

参考文献114

第11章 近场光学扫描成像原理117

11.1 近场光学显微镜117

11.2 近场光学图像的解释118

11.3 电磁波的散射理论119

11.4 电磁场的局域态密度120

11.5 扫描绘制光学近场121

11.5.1 利用光子扫描隧道显微镜检测光波的电场或磁场分量121

11.5.2 扫描近场光学显微镜检测电磁场的局域态密度123

11.6 局域等离激元的观察124

11.6.1 利用局域等离激元耦合压缩近场124

11.6.2 控制局域等离激元的耦合125

致谢126

参考文献126

第12章 等离激元器件的模拟技术概述128

12.1 引言128

12.2 数值模拟技术130

12.2.1 格林并矢方法130

12.2.2 离散偶极近似132

12.2.3 频域有限差分法133

12.2.4 时域有限差分法134

12.2.5 其他数值方法136

12.3 总结137

参考文献137

第13章 复杂纳米结构中的等离激元杂化139

13.1 引言139

13.2 纳米壳的等离激元杂化140

13.2.1 不可压缩的流体模型140

13.2.2 腔体和实心球的等离激元141

13.2.3 金属纳米壳的杂化142

13.3 更复杂结构中的杂化143

13.3.1 多层同心金属壳143

13.3.2 纳米颗粒二聚体145

13.4 结论147

参考文献147

第14章 自适应金属纳米结构用于蛋白质传感150

14.1 引言150

14.2 SERS增强因子的基本公式151

14.2.1 拉曼散射增强因子152

14.2.2 电磁增强因子与有效光学性质的关系153

14.3 Ag薄膜的自适应特性154

14.4 SERS增强156

14.5 胰岛素和抗体-抗原联合体SERS检测158

14.6 总结160

参考文献161

第15章 基于长程表面等离极化激元的集成光学166

15.1 引言166

15.2 直波导166

15.2.1 一般直波导的模式166

15.2.2 ss0 b模式的性能特征168

15.3 弯曲波导170

15.4 无源器件172

15.4.1 实验论证172

15.4.2 热光器件172

15.4.3 模拟和设计注意事项173

15.5 布拉格光栅174

15.6 结束语176

致谢176

参考文献177

第16章 突破衍射极限的局域表面等离激元光学数据存储180

16.1 引言：高密度光学数据存储180

16.2 超分辨率近场结构181

16.3 光学相变薄膜在超分辨率中的作用183

16.4 表面和局域等离激元用于光学存储185

16.5 总结188

参考文献188

第17章 表面等离激元耦合的发射190

17.1 引言190

17.2 表面等离激元耦合的发射（SPCE）理论191

17.3 实验研究与理论预测比较194

17.4 SPCE在生物医学上的应用197

17.4.1 背景抑制197

17.4.2 固有波长分辨率199

17.4.3 多波长免疫测定201

17.5 结论203

致谢203

参考文献203