[发明专利]一种非对称表面等离激元模式产生与调控的方法

权利要求书

1.一种非对称表面等离激元模式产生与调控的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)选取金属纳米线作为法布里-波罗谐振腔；

布置类偶极子，令类偶极子的偶极矩方向与金属纳米线的长轴方向相互垂直；

2)布置照射金属纳米线和类偶极子的激发光场；所述激发光场包括相互垂直的偏振分量；

3)所述激发光场中与金属纳米线长轴方向平行的偏振分量，通过金属纳米线的两个端面，激发起奇宇称模式；

所述激发光场中与金属纳米线长轴方向垂直的偏振分量激发类偶极子，令类偶极子与金属纳米线发生耦合，从而激发起偶宇称模式；

4)所述金属纳米线利用奇宇称模式和偶宇称模式之间的干涉，产生非对称表面等离激元模式；

5)调节奇宇称模式、偶宇称模式的相对幅值关系、相对相位关系，实现对非对称表面等离激元模式的调控；

在奇宇称模式下，金属纳米线的电场分布具有sin(βz)·e^-iωt的形式；β是纳米线中导模的传播常数，ω是激发光的角频率；t是时间；z是坐标；

在偶宇称模式下，金属纳米线的电场分布具有的形式；β是纳米线中导模的传播常数，ω是激发光的角频率；t是时间；z是坐标；是奇宇称与偶宇称模式间的相位差；

宇称表示横向电场分量相对于z＝0平面的对称性；奇宇称表示横向电场分量关于z＝0平面奇对称；偶宇称表示横向电场分量关于z＝0平面偶对称。

2.根据权利要求1所述的一种非对称表面等离激元模式产生与调控的方法，其特征在于：所述激发光场中的激发光包括线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光。

3.根据权利要求1所述的一种非对称表面等离激元模式产生与调控的方法，其特征在于：若奇宇称模式、偶宇称模式的相位相同、幅值相同或相近，则在z0方向产生相长干涉，在z0方向产生相消干涉，从而产生前向的非对称表面等离激元模式；幅值相近指奇宇称模式、偶宇称模式的幅值之差小于预设阈值ε。

4.根据权利要求1所述的一种非对称表面等离激元模式产生与调控的方法，其特征在于：若奇宇称模式、偶宇称模式的相位相反、幅值相同或相近，则在z0方向产生相长干涉，在z0方向产生相消干涉，从而产生反向的表面等离激元模式；幅值相近指奇宇称模式、偶宇称模式的幅值之差小于预设阈值ε。

5.根据权利要求1所述的一种非对称表面等离激元模式产生与调控的方法，其特征在于：非对称表面等离激元模式单向性通过消光比ER表征；消光比ER如下所示：

ER＝10log₁₀(I_+z/I_-z)     (1)

式中，I_+z表示从纳米线正向端头收集到的电场强度，I_-z表示从纳米线反向端头收集到的电场强度。

6.根据权利要求1所述的一种非对称表面等离激元模式产生与调控的方法，其特征在于：实现对非对称表面等离激元模式调控的方法包括以下几种：

I)调节激发光场偏振分量的振幅比；

II)调节激发光场偏振分量的相位差；

III)调节激发光场中激发光的波长、腔模的阶数；

IV)调节金属纳米线与类偶极子的几何结构与相对位置；

V)调节环境折射率。

7.根据权利要求1所述的一种非对称表面等离激元模式产生与调控的方法，其特征在于：类偶极子用于与金属纳米线耦合，实现对称性破缺。