于映教授团队的谌静副教授在超构材料中光频磁场增强效应方面的研究取得重要进展
发布时间: 2017-01-17 浏览次数: 252 文章来源: 电子科学与工程学院

在光与物质相互作用中,光的磁场分量所扮演的角色几乎可以忽略。然而,在光照射下一些特殊结构的人造原子(例如金属U型环或者成对的金属棒内部可以产生局域的磁场增强,从而有可能使得磁场对光与材料的相互作用的贡献变得越来越重要,这是人们目前调控人工电磁材料的磁导率,制备超构材料的一种手段。最近,想方设法增强和探测光的磁场分量,特别是在光学频率范围,日益受到广泛关注。在纳米光子学中,磁场增强和电场增强一样重要,获得巨大的磁场增强在许多领域具有潜在的应用,例如磁场非线性产生的二次谐波。

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1a金纳米线-介电层-金属膜组成的一维周期阵列的结构示意图;(b该体系在光正入射时数值计算的反射谱cd反射谷12处的相对磁场强度分布。

最近,我院于映教授团队的谌静副教授创新性地将传播的表面等离极化激元(Surface Plasmon PolaritonsSPP)入超构材料中去实现光频区的磁场增强效应。研究发现,当阵列的周期接近磁表面等离激元共振的波长时,由周期调制形成的传播的SPP和磁表面等离激元能够产生强烈的耦合而形成一种窄带的、杂化共振模,伴随这种杂化共振模的激发,金属棒对中磁场可以增强到入射场的2143倍。此外,研究还发现,只有当这两种模式的耦合发生在磁表面等离激元共振波长的右方时,SPP与磁表面等离激元才能产生有效的耦合,形成具有磁场增强效应的杂化模式。相关研究成果发表在IEEE Photonics Journal 8, 4800107 (2016).

详细请参考: Surface-Plasmon-Polaritons-Assisted Enhanced Magnetic Response at Optical Frequencies in Metamaterials, IEEE Photonics Journal, 2016, 8: 4800107, http://ieeexplore.ieee.org/document/7355277/?arnumber=7355277