单纳米颗粒 plasmons 通过光子基片工程的谱局域化
光学
2025-09-10 v1
摘要
表面等离子体共振 (SPRs) 对将光场限制在衍射极限之内至关重要，但重金属损耗常限制其谱局域化。本文提出了一种实用策略，通过光子基片工程实现单纳米颗粒 SPRs 的谱局域化，这种工程创造了 distinct optical pathways (OPs) 来设计纳米颗粒周围的电磁环境。通过分析投射局域密度的态能函数谱，我们可以追踪和控制这些 OPs，从而实现单纳米颗粒 SPRs 的强空间和谱约束。仿真显示，光子晶体基片可将模式体积降低五倍，并将品质因数提升超过 80 倍，与基于介质基片的金属纳米颗粒相比。针对两种漏出 Fabry-Perot 光子基片进行概念证明实验，演示了在 "open" 和 "closed" OP 状态下对 SPRs 的主动操控。这种多维光子基片工程建立了一个可定制的单纳米颗粒等离子体平台，可能变革以前受谱局域化限制的应用。
引用
@article{arxiv.2509.07699,
title = {Spectral localization of single-nanoparticle plasmons through photonic substrate engineering},
author = {Shihao Feng and Juan-Feng Zhu and Xinyi Fan and Jindong Ai and Wenjie Zhou and Guangxin Liu and Jing-Feng Liu and Renming Liu and Wei Li and Lijun Guo and Lin Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.07699},
year = {2025}
}