利用电磁感应透明相干控制表面等离子体共振

项目名称： 利用电磁感应透明相干控制表面等离子体共振

项目编号： No.11274197

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 杜春光

作者单位： 清华大学

项目金额： 78万元

中文摘要： 本项目研究发生在界面的电磁感应透明（EIT）效应及其在相干控制表面等离子体共振（SPR）上的应用。EIT效应使得共振激发产生的表面等离子体激元（SPP）与通常情况有显著不同，例如 EIT介质极陡的色散梯度造成这种SPP的特征参量对EIT原子的能级移动极其敏感，这使共振激发现象变得极不寻常。这种新型SPR系统可以应用于物质和光场的量子性质的灵敏检测手段，从而在新型化学生物传感器、磁强计、及量子信息处理等方面获得应用。我们还首次研究激发SPP的一种新方式：即用EIT介质作金属膜衬底，用相干光直接入射到金属膜上表面而在下表面激发出SPP（不需要棱镜）。这种新的激发方式导致一系列新现象，并为SPP纳米光学器件的紧凑化提供了一条新思路。本项目的研究为新型纳米光子学器件、新型传感器、及量子信息处理器件的研究提供理论基础。

中文关键词： 无耦合器表面等离子体共振；电磁诱导透明；单向导通的表面等离子体激元；；

英文摘要： In this project we study the electromagnetically-induced transparency (EIT) and its applications in the coherent control of surface plasmon resonance. In contrast with the previouse studies, in this project we study the EIT at the surface of a media, and study its applications in the coherent contol of the surface plasmon polariton(SPP). In contrast with ordinary SPP, here the steep dispersion of the EIT medium lead to the extreme sensitivity of the parameters of the SPP to the shifts of atomic-levels of the EIT medium (the shifts are induced by external fields),and lead to unique properties of the SPR system. This novel SPR system can be used for ultrasensitively detecting the quantum properties of matters and optical fields, and therefore be applied to novel chemical and biological sensors,magnetometers,and quantum information processing,ete. We also study a new method of exciting SPP, i.e., direct excitation of SPP by a coherent field at the uper-surface of a metal film being on an EIT-medium substrate. Prism is unnecessary in this method, and the new excitation way leads to a lot of new phenomena, and provides a new idea of realization of more compact nanophotonic devices. This project provides scientific basis for researches on nano-photonic devices, novel sensors, and devices for and quantum informat

英文关键词： coupler-free surface plasmon resonance；EIT；unidirectional SPPs；；