等离激元波导中太赫兹辐射的纳米聚焦

近年来，可见光和近红外频率区域的纳米等离激元学研究与开发呈爆炸性增长。纳米等离激元学中最基本的效应之一是光学能量的纳米聚焦。等离激元纳米聚焦已被预测并实验实现。能够将太赫兹辐射（频率1-10 THz或真空波长300-30微米）进行纳米聚焦，将对基础科学、工程、环境和国防应用非常有益。这将为太赫兹成像提供纳米级空间分辨率，并引入纳米尺度的太赫兹光谱学，充分利用丰富的太赫兹光谱以及许多广泛关注的工程、物理和生物对象的亚微米至纳米结构：电子元件（集成电路等）、细菌、孢子、病毒、大分子、碳簇和纳米管等。在本快报中，我们建立了金属/介质波导中太赫兹辐射纳米聚焦的主要极限，并确定了实现这种纳米聚焦所需的最佳形状。我们预测，太赫兹辐射从初始光波长光斑尺寸绝热压缩到最终尺寸R = 100-250 nm，其强度可增加10至250倍。这种太赫兹能量纳米聚焦不仅将提高太赫兹成像和光谱学的空间分辨率并增加信噪比，而且结合最近发展的高功率太赫兹脉冲源，将允许观察非线性太赫兹效应并进行各种非线性光谱学（如二维光谱学），这些光谱学信息量极大。