用于薄膜圆二色性分析的介电超表面辅助腔衰荡光谱
光学
2023-05-11 v1
摘要
手性分子由于两个对映体中原子的不同空间排列而表现出其化学与光学性质上的差异。光学区分它们的常见方式是检测两对映体对光吸收的差异，即吸收圆二色性（CD）。然而，典型分子的 CD 极小，限制了基于 CD 的手性光学分析灵敏度。腔衰荡光谱（CRDS）是一种众所周知的用于低吸收气相样品的超灵敏吸收光谱方法，因为腔内光的多次反射极大增加了吸收光程。通过将棱镜插入腔内，光学模式在棱镜表面经历全内反射（TIR），倏逝波（EW）使得近棱镜表面极薄层内凝聚相样品的吸收检测成为可能，称为 EW-CRDS。此处，我们提出一种使用介电超表面辅助 EW-CRDS 的超灵敏手性吸收光谱平台。我们从理论上表明，在线性偏振斜入射下，超表面呈现最小散射与吸收损失，引入可忽略的偏振改变，并将线性偏振光局域转换为具有有限光学手性的近场，从而实现仅适用于线性偏振光的 EW-CRDS 的 CD 检测。我们评估了存在手性分子时的衰荡时间，并确定了腔的灵敏度作为分子总吸收的函数。该发现为使用 CRDS 技术超灵敏薄膜手性分子检测开辟了途径。
引用
@article{arxiv.2305.06013,
title = {Dielectric metasurface-assisted cavity ring-down spectroscopy for thin-film circular dichroism analysis},
author = {Ankit Kumar Singh and Zhan-Hong Lin and Min Jiang and Thomas G. Mayerhöfer and Jer-Shing Huang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.06013},
year = {2023}
}
备注
6 pages and 4 figures