金属界面处的拉曼光谱：强耦合体系的数值研究

我们研究了靠近金属纳米结构（特别是平面镜或两个镜子之间的腔体）如何影响拉曼散射信号的振动电子结构。我们发现，这种靠近，尤其是在腔体环境中遇到的强耦合情况下，对塑造拉曼信号起着多重作用，超越了现已熟知的表面增强拉曼散射（SERS）信号增强。首先，类似于电磁SERS机制，在镜子附近或之间，分子所经历的局域场与真空中的不同。特别是，在镜子之间，腔体通过将电磁场捕获在其内部来增强有效的激发态布居。其次，附近的金属表面提供了一个弛豫通道和线形展宽机制，在腔体内部，这种线形被腔极化激元继承。这种弛豫导致产率损失，但相关的展宽也导致在更大频率范围内产生显著吸收。第三，在金属界面附近，入射光和反射光之间的干涉可能导致结构丰富的拉曼光谱。例如，我们发现拉比收缩（由基态布居减少引起）可以干扰拉曼信号（并且该效应似乎与拉曼效应本身同量级）。这些腔体效应通过全尺寸FDTD模拟计算，突显了光子材料对光学信号复杂而迷人的作用。