分子饱和决定两种光子吸收信号的不同等离子体增强场景
光学
2024-08-28 v1
摘要
分子两光子吸收（TPA）在高分辨率成像应用中具有重要意义，通常以较低的横截截面参数为特征。为增强 TPA 信号，一种有效方法是利用等离子体增强。为实现此方法的高效性，必须满足若干条件，包括宽带操作能力和高荧光率以确保有效信号检测。在此背景下，我们引入一种新型的十字形银纳米结构，旨在利用明亮模式和暗模式的等离子体耦合。该配置显著提高了分子在近红外和可见光谱范围内的吸收和荧光。通过微调纳米结构的几何参数，我们将等离子体共振与特定 TPA 活性染料的光学特性相匹配，即 ATTO 700、罗丹明 6G 和 ATTO 610。使用基于独立增强吸收和荧光假设的经典估计方法评估了预期的 TPA 信号增强。然后与基于量子力学方法评估稳态光子发射率的结果进行比较。我们的发现揭示了分子饱和在决定哪种增强导致 TPA 信号强度提高的情形中发挥重要作用，显著低于经典预测。该提出的纳米结构设计不仅解决了这些发现，还可能用于其实验验证，允许针对吸收、荧光或两者的等离子体响应进行主动极化调谐。我们对等离子体信号增强量子机械机制的见解为更有效地控制纳米尺度的光-物质相互作用提供了一步进步。
引用
@article{arxiv.2408.14859,
title = {Molecular saturation determines distinct plasmonic enhancement scenarios for two-photon absorption signal},
author = {Saeid Izadshenas and Karolina Słowik},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.14859},
year = {2024}
}