金纳米线与亚波长狭缝结合实现局域场增强研究

• 作者: 余幕欣 吴一辉 周文超 宋超 郝鹏 陈思唯
• 来源期刊: 光子学报
• 学科: 物理学
• 关键词: 微纳光学 类法布里-珀罗共振 有限元法 近场耦合 纳米线 狭缝 喇曼散射 表面等离子体共振
• 年，卷（期）: 2014,（1）
• 所属期刊栏目: 材料
• 页码范围: 73-77
• 分类号: O431.1|O53
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/gzxb20144301.0116001

摘要

为了获得更强的局域场来增强喇曼散射信号或非线性效应,提出了在亚波长金狭缝中放置两列紧邻金纳米线的结构,将两纳米线近场耦合效应和狭缝类法布里-珀罗共振对电场的放大作用结合起来实现纳米线间更强的电磁场.理论分析得出,两纳米线间电场强度在狭缝深度增加时呈现周期性起伏变化,满足类法布里-珀罗共振条件时出现峰值,且纳米线对于发生共振时狭缝深度有调制作用;电场强度在狭缝周期近似等于入射波长附近呈现突变趋势,在纳米线间距增加时呈指数递减.用有限元法对增强机理进行了仿真,结果表明:在纳米线间距为1 nm和2 nm时,增强效果较好;狭缝周期为600 nm、深度为310 nm、宽度为100 nm、纳米线间距为1 nm,在波长650 nm时,两金纳米线中心热点处电场增强为200倍,达到109的喇曼增强因子,比单纯的两根金纳米线的热点处增强因子提高了3个数量级.