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1、第3卷第5期中国光学与应用光学Vo.l3No.52010年10月ChineseJournalofOpticsandAppliedOpticsOct.2010文章编号16742915(2010)05043208表面等离子体激元的若干新应用雷建国,刘天航,林景全,高勋,厉宝增(长春理工大学理学院,吉林长春130022)摘要:表面等离子体激元(SPPs)是在金属和介质界面传播的一种波动模式。本文首先叙述了SPPs的相关特性和激发方式,给出了一种基于表面等离子体激元共振(SPR)场增强原理产生相干极紫外辐射的方法,利用该方法可极大地提高光源的光子流量。分析了SPP
2、s在生物及医疗领域的新应用,并对其在治疗癌症方面的技术原理进行了讨论。介绍了SPPs在新型光源和能源领域的发展和应用情况,综述了SPPs在太阳能电池、光子芯片以及集成电路方面的新工艺和新技术,包括最近几年来所取得的一些重要成果。最后讨论了SPPs在光存储方面的快速发展和巨大贡献。关键词:表面等离子体激元;表面等离子体共振;纳米光子学中图分类号:O431.1;O439文献标识码:ANewapplicationsofsurfaceplasmonpolaritonsLEIJianguo,LIUTianhang,LINJingquan,GAOXun,LIBaozeng(Schoolof
3、Science,ChangchunUniversityofScienceandTechnology,Changchun130022,China)Abstract:Surfaceplasmonpolaritons(SPPs)arethewavemodespropagatingattheinterfacebetweenametalandadielectric.Firstly,thebasiccharacteristicsandtheexcitationmodesofSPPsareintroducedbrieflyinthispaper.Then,anewmethodtoproducecoheren
4、textremeultravioletradiationbasedonthelightfieldenhancementofSurfacePlasmonResonance(SPR)isdescribed,whichcangreatlyimprovethephotonfluxofalightsource.ThenewapplicationofSPPsinthefieldsofbiologyandmedicaltreatmentisanalyzed,andthemajortechnologiesandprinciplesofcuringcancerarediscussed.Moreover,the
5、developmentandapplicationofseveralkindsofnewlightsourcesandenergysourcesareintroduced,meanwhile,thenewprocessesandtechnologiesofsolarcells,photonicchipsandintegratedcircuitsaresummarized,includingsomeofthemostimprotantachievementsmadeinrecentyears.Finally,therapiddevelopmentandenormouscontributionof
6、SPPstothefieldofopticalstorageisdiscussed.Keywords:SurfacePlasmonPolariton(SPP);SurfacePlasmonResonance(SPR);nanophotonics收稿日期:20100517;修订日期:20100723基金项目:国家自然科学基金资助项目(No.60978014)第5期雷建国,等:表面等离子体激元的若干新应用433可得ksp的实部和虚部分别为:1引言d!m1/2k!sp=(),(2)cd+m!表面等离子体激元(SurfacePlasmonPolaridm!3
7、/2m∀k∀sp=()2.(3)tons,SPPs)是光和金属表面的自由电子相互作用cd+m!2(m!)所引起的一种电磁波模式,或者说是在局域金属进而可以得到穿透深度!sp的表达式为:2表面的一种自由电子和光子相互作用形成的混合1cd+m!3/2(!m)!sp==().(4)[1]2k∀激发态。在这种相互作用中,自由电子在与其spdm!∀m共振频率相同的光波照射下发生集体振荡。它局SPP
