PS/Ag球壳阵列中高Q值等离激元腔模式的激发效率研究

作者：郭宇恒; 杨黄健; 李丹琪; 谷平^*; 谌静^*

来源：光学学报, 2023, 43(11): 227-235.

• 表面光学
• 表面等离激元
• 多重法诺共振
• 聚苯乙烯/银球壳阵列
• 等离激元腔模式
• 高Q值

从理论上系统地研究了聚苯乙烯(PS)/Ag球壳阵列中银球壳的形状(球形和椭球形)和完整度(侧壁有无开口)对多阶窄线宽等离激元腔模式激发效率的影响。理论上发现，在完整的球形银壳层阵列中，基于电的等离激元腔模式(TM2和TM3)能够被高效激发，而基于磁的等离激元腔模式(TE1)激发效率则非常低。通过单独地将银球壳改变为椭球形状或单独在银球壳侧壁赤道上对称构建6个小开口均能有效增大TE1模式的激发效率。尤其是，存在一个最佳的开口(20°)可使得TE1模式的激发效率达到最大。理论上进一步发现，TM2、TE1和TM3等离激元腔模式在非完整(侧壁开口约为20°)的椭球形银壳层阵列结构中均能够同时被高效激发。在实验上，利用自支撑技术成功地制备了侧壁带有开口(约为20°)的椭球形银壳层阵列结构，实验测试的透射光谱与理论光谱非常吻合，很好地证实了理论预测结果的正确性。

• 单位
  南京邮电大学