金属纳米颗粒阵列中表面等离激元的受激辐射放大特性研究

项目名称： 金属纳米颗粒阵列中表面等离激元的受激辐射放大特性研究

项目编号： No.11404174

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 曹敏

作者单位： 南通大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 金属纳米结构中的表面等离激元与紧邻的单量子体系耦合作用的激发动力学过程呈现出新奇的光学现象。其中，通过原子、分子或量子点组成的光学增益介质，补偿金属表面等离激元模式共振时的欧姆损耗，从而实现表面等离激元的受激辐射放大(spaser)，是当前微纳光学与光子学研究的主要领域之一。本项目拟研究二维金属纳米颗粒阵列中表面等离激元与染料分子激子相干耦合效应的机制及其体系的spaser特性。我们将用离散偶极近似方法结合耦合偶极子理论研究金属纳米颗粒阵列的表面等离激元共振特性，着重研究衍射阵列中具有高品质因子的相干表面点阵共振模式；用经典电动力学原理结合量子理论对表面等离激元-激子的耦合机制及其能量传递过程进行理论探讨；用时域有限差分法(FDTD)仿真模拟研究点阵等离激元激射的方向性和强度。本研究有助于加深对spaser系统的理解，也为有源等离激元纳米光学器件的设计提供理论依据。

中文关键词： 表面等离激元；受激辐射放大；阵列；emission；方向性

英文摘要： The dynamics of excitation process between surface plasmons in metal nanostructure and single quantum systems in the vicinity give rise to exciting optical phenomena. Study on the realization of surface plasmon amplification by stimulated emission of radi

英文关键词： surface plasmon；amplification by stimulated emission of radiation；array；出射；directionality