纳米天线与银纳米线间表面等离激元的耦合和增强

纳米光学器件中的重要问题之一是如何有效地将入射光导入及传导。表面等离激元（SPP）波导具有较长的传播距离和在金属－介质界面传播的特点，如何增强SPP的耦合与传播是目前国际研究重点。近日，北京大学物理学院朱星课题组利用传输阻抗匹配原理和高精度微纳加工，有效地改进了光与SPP的耦合，获得SPP发射强度达45倍增强。他们将银纳米线两端分别精确置入领结型(bow tie)纳米光学天线，实现了银纳米线上传播的表面等离激元耦合增强。进一步，他们利用传输线理论中的阻抗匹配条件，通过改变纳米光学天线的臂长、银纳米线的线长，以及入射光的入射角，实现了表面等离激元在银纳米线入射端的有效耦合，以及在末端出射增强的最优结果，为纳米光学器件的光耦合与传播提出一个新的思路。这一研究成果2011年2月23日以快报(Letter)形式在线发表在国际知名期刊《纳米快报》上[Zheyu Fang, LR Fan, CF Lin, D Zhang, AJ Meixner, Xing Zhu, Nano Letters, Doi: 10.1021/nl200179y (2011)]。文章受到审稿人高度评价。这是朱星课题组近年来运用近场光学技术对表面等离激元表征等系列工作基础上完成的，也是博士生方哲宇在朱星教授的指导下，在两个月内连续发表的第二篇Nano Letters论文。

这项研究工作由北京大学、国家纳米科学中心、德国图宾根（Tubingen）大学共同完成，得到了科技部重大科学研究计划、国家自然科学基金委、北京大学人工微结构和介观物理国家重点实验室的资助。