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Au和Ag納米棒的SHG強(qiáng)度差異:偏振二次諧波掃描成像系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)分析
更新時(shí)間:2025-05-30瀏覽:89次

在前面三期中,我們連續(xù)展現(xiàn)了華中科技大學(xué)韓俊波教授課題組在SHG上的出色工作,從本期開(kāi)始,我們開(kāi)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(qiáng)度差異有哪些?

1. SHG強(qiáng)度比較:

  •  Ag納米棒混合結(jié)構(gòu):在所有測(cè)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(qiáng)度是最高的。這主要是因?yàn)殂y(Ag)在可見(jiàn)光和近紅外區(qū)域具有非常強(qiáng)的表面等離子體共振(SPR)效應(yīng),能夠顯著增強(qiáng)局域電場(chǎng),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(qiáng)度相對(duì)較低。盡管金(Au)也具有較強(qiáng)的SPR效應(yīng),但其增強(qiáng)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(qiáng)度明顯低于A(yíng)g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(qiáng)度介于A(yíng)u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(qiáng)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(guò)合理設(shè)計(jì)納米結(jié)構(gòu),可以實(shí)現(xiàn)對(duì)SHG強(qiáng)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(yīng)是影響SHG強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。Ag的SPR效應(yīng)在可見(jiàn)光和近紅外區(qū)域非常強(qiáng),能夠顯著增強(qiáng)局域電場(chǎng),從而提高SHG的效率。相比之下,Au的SPR效應(yīng)雖然也較強(qiáng),但通常不如Ag顯著。

  • 納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):納米結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)SHG強(qiáng)度也有重要影響。例如,Au–Ag–Au納米棒混合結(jié)構(gòu)通過(guò)在A(yíng)u和Ag之間引入界面模式,進(jìn)一步增強(qiáng)了局域電場(chǎng),從而提高了SHG強(qiáng)度。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效利用Au和Ag的協(xié)同效應(yīng),實(shí)現(xiàn)對(duì)SHG強(qiáng)度的優(yōu)化。激發(fā)條件:激發(fā)光的波長(zhǎng)、偏振狀態(tài)和入射角度等條件也會(huì)影響SHG強(qiáng)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(qiáng)度。在本文中,作者通過(guò)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(hào)的強(qiáng)度。

結(jié)論:

總體而言,Ag納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強(qiáng)度最高,Au納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強(qiáng)度*低,而Au–Ag–Au納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強(qiáng)度介于兩者之間。這種差異主要?dú)w因于A(yíng)g和Au的SPR效應(yīng)以及納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同。通過(guò)合理設(shè)計(jì)納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)化激發(fā)條件,可以有效調(diào)控SHG強(qiáng)度,實(shí)現(xiàn)對(duì)非線(xiàn)性光學(xué)特性的優(yōu)化。

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