實現(xiàn)高效SHG:偏振二次諧波掃描成像系統(tǒng)在Ag納米棒優(yōu)化中的實踐指南
在前面三期中,我們連續(xù)展現(xiàn)了華中科技大學韓俊波教授課題組在SHG上的出色工作,從本期開始,我們開始做一些基礎(chǔ)性的討論。
本期是第一期:Au和Ag納米棒的SHG強度差異有哪些?
1. SHG強度比較:
Ag納米棒混合結(jié)構(gòu):在所有測試的納米棒混合結(jié)構(gòu)中,Ag納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強度是最高的。這主要是因為銀(Ag)在可見光和近紅外區(qū)域具有非常強的表面等離子體共振(SPR)效應,能夠顯著增強局域電場,從而提高SHG的效率。
Au納米棒混合結(jié)構(gòu):Au納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強度相對較低。盡管金(Au)也具有較強的SPR效應,但其增強效果通常不如銀(Ag)顯著。因此,Au納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強度明顯低于Ag納米棒混合結(jié)構(gòu)。
Au–Ag–Au納米棒混合結(jié)構(gòu):Au–Ag–Au納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強度介于Au和Ag納米棒混合結(jié)構(gòu)之間。這種結(jié)構(gòu)結(jié)合了Au和Ag的特性,雖然其SHG強度不如純Ag納米棒混合結(jié)構(gòu)高,但仍然顯著高于純Au納米棒混合結(jié)構(gòu)。這表明,通過合理設(shè)計納米結(jié)構(gòu),可以實現(xiàn)對SHG強度的有效調(diào)控。
2. 影響因素分析:
表面等離子體共振(SPR):SPR效應是影響SHG強度的關(guān)鍵因素。Ag的SPR效應在可見光和近紅外區(qū)域非常強,能夠顯著增強局域電場,從而提高SHG的效率。相比之下,Au的SPR效應雖然也較強,但通常不如Ag顯著。
納米結(jié)構(gòu)設(shè)計:納米結(jié)構(gòu)的設(shè)計對SHG強度也有重要影響。例如,Au–Ag–Au納米棒混合結(jié)構(gòu)通過在Au和Ag之間引入界面模式,進一步增強了局域電場,從而提高了SHG強度。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計可以有效利用Au和Ag的協(xié)同效應,實現(xiàn)對SHG強度的優(yōu)化。激發(fā)條件:激發(fā)光的波長、偏振狀態(tài)和入射角度等條件也會影響SHG強度。例如,p偏振激發(fā)通常能夠更有效地激發(fā)SPR模式,從而提高SHG強度。在本文中,作者通過調(diào)整激發(fā)光的偏振狀態(tài)和入射角度,優(yōu)化了SHG信號的強度。
結(jié)論:
總體而言,Ag納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強度最高,Au納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強度*低,而Au–Ag–Au納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強度介于兩者之間。這種差異主要歸因于Ag和Au的SPR效應以及納米結(jié)構(gòu)設(shè)計的不同。通過合理設(shè)計納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)化激發(fā)條件,可以有效調(diào)控SHG強度,實現(xiàn)對非線性光學特性的優(yōu)化。
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