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Au/CNC正在分歧入射方位角下表示出了显著的颜色差别

垂曲轴线标的目的按照偏振特征向分歧标的目的散射。立异点:大连理工大学物理学院方蔚瑞课题组和合做者使用化学气相堆积和液相发展法合成了概况有金纳米颗粒的碳纳米线圈复合手性布局(Au/CNC),发觉Au/CNC奇特的2D波长-偏振分光特征:沿轴线标的目的对波长分光,

光谱仪是科研工做中最主要的阐发仪器之一。大型光谱仪具有很高的机能,但不具有便携型,极大了其利用场景。这对光谱仪的小型化和微型化提出了要求。当光谱仪缩小至微纳标准时,其不只具有极佳的便携型,还将具有很强的可集成性。好比将微纳光谱仪集成于智妙手机,连系人工智能手艺,人们能够随时随地对身边的物品进行阐发。正在科研方面,微纳光谱仪能够集成于其他安拆,形成片上阐发系统,衍生出新的手艺。偏振是光的另一主要性质,可反映物体的概况特征、和布局的手性特征等,往往将光谱仪的波长取偏振阐发相连系,从分歧角度获取更全面的消息。因为受体积,微纳光谱仪难以像通俗光谱仪一样插入可调偏振片和波片,无法进行偏振阐发。处理这一问题,需要设想和制备具有偏振响应的特殊微纳器件或开辟新的手艺。

研究者通过傅里叶后焦面成像对Au/CNC的分光现象进行了深切探究。这一手艺可以或许按照光的发射标的目的进行成像,光束相对于光轴夹角越大,其正在傅里叶面上所成的光斑距圆心就越远。正在傅里叶面像上,Au/CNC的散射光呈一系列取其轴向垂曲的彩色光带,光带上的颜色按波长沿Au/CNC轴向进行分布,这取光栅分歧衍射级数的光斑相分歧。风趣的是,跟着入射光偏振形态的分歧,每条光带正在垂曲于Au/CNC轴线标的目的表示出了较着的明暗分布差别。左旋和左旋圆偏振光的明暗区呈显著的互补分布,而线偏振光的明暗区和长度会随偏振标的目的纪律地变化。这意味着Au/CNC可实现2D波长-偏振分光功能:沿轴线标的目的,Au/CNC像光栅一样对光按波长分光,供给波长消息;垂曲于轴线标的目的,Au/CNC按照偏振形态向分歧标的目的进行散射,供给偏振消息。此外,研究者还通过双波长入射光和口角CCD相机对Au/CNC的分光机能进行了定量化测试,进一步验证了Au/CNC做为微纳分光元件对波长和偏振形态进行定量化丈量的可行性。研究者相信,这一新型2D波长-偏振微纳分光元件可以或许为动态对象的偏振阐发供给无力的东西,为微纳光谱仪和偏振丈量方式的研究供给新的思。

原题目:大连理工大学方蔚瑞课题组AMT:基于等离激元复合手性布局的2D波长-偏振微纳分光器件

大连理工大学方蔚瑞课题组和合做者针对这一问题设想和制备了金纳米颗粒-碳纳米线圈复合手性布局(Au/CNC)。选择如许一种布局,一方面是由于线圈由周期性线条形成,这取光栅的布局雷同,可能具有雷同的分光性质;另一方面,线圈具有手性,且其周期取可见光波长附近,对分歧偏振形态的圆偏振光和线偏振光很可能会发生分歧的响应;此外,金纳米颗粒通过局域概况等离激元共振可以或许取光发生很强的彼此感化,正在线圈上发展金纳米颗粒能够提高布局的光响应活络度。为了测试Au/CNC的光响应,以单侧斜入射光激发样品,通过光学显微镜正在暗场下对单个布局进行察看。研究者发觉正在利用小数值孔径物镜时,Au/CNC正在分歧入射方位角下表示出了显著的颜色差别。这是发生分光的一个典型现象。

图1. 分歧方位角下Au/CNC的实像(上排,数值孔径0.33)和傅里叶面像(下排,数值孔径0.9),下图中虚线的成像区域。

图2. (a)非偏振、(b)左旋、(c)左旋圆偏振光、(d)0°、(e)30°、(f)60°、(g)90°、(h)120°、(i)150°线°检偏前提下Au/CNC的傅里叶面像。

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