納米環(huán)二聚體中多重Fano共振的研究.pdf

1、金屬納米結構中局域表面等離子激元共振的現象在過去幾十年中得到人們的極大關注。研究表明，金屬納米結構的光學性質取決于局域表面等離激元共振。而局域表面等離激元共振具有近場增強大、對外部環(huán)境變化敏感、可突破衍射極限等特性，在生物傳感、表面增強拉曼散射、慢光傳輸、納米天線、非線性增強等很多領域都有重要的應用前景。然而，隨著顆粒尺寸的增大，輻射衰減極大增強，造成譜線線寬的增大，不利于上述應用性能的提高。
　　表面等離激元Fano共振是超輻射

2、明態(tài)和弱輻射暗態(tài)之間的相消干涉所引起的。由于暗態(tài)的激發(fā)，可以有效抑制體系輻射衰減，形成精細的譜線，并增強近場，從而提高如生物傳感質量因子等應用的性能。當體系具有多個弱輻射暗態(tài)，它們與超輻射明態(tài)的耦合可引起多重Fano共振的產生。利用多重Fano共振，可在多個波段同時調制光譜，降低輻射展寬，這對多波長傳感等應用具有重要意義。本文提出暗態(tài)間的表面等離激元耦合是產生Fano共振的一種有效方法。根據等離激元雜化理論，暗態(tài)耦合將形成成鍵弱輻射模式

3、和反成鍵弱輻射模式。當這兩種雜化暗態(tài)與明態(tài)形成耦合，將在光譜中出現多重Fano共振的現象。
　　本文設計了一種由同心納米環(huán)構成的二聚體共振腔結構。研究表明，在不破壞體系對稱性的條件下，納米環(huán)之間的相互作用可直接激發(fā)起四極共振模式，兩個納米環(huán)四極模式的耦合形成了成鍵弱輻射雜化模式，從而引起光譜中Fano共振的出現。當上述二聚體結構中兩個內環(huán)向相同的方向偏移時，即當整個結構的對稱性被打破后，還可激發(fā)起反成鍵弱輻射模式。成鍵弱輻射模式和