第1章 表面等离激元纳米光子学 1
1.1 引言 1
1.2 表面等离激元——历史简介 1
1.3 表面等离激元——现状和未来 2
1.4 本书内容概要 3
参考文献 7
第2章 纳米颗粒阵列的近场和远场特性 8
2.1 引言 8
2.2 单个金属纳米颗粒上的表面等离激元 8
2.2.1 金属的光学性质 8
2.2.2 金属纳米颗粒上的表面等离激元（SPN）的定性描述 9
2.2.3 SPN的理论描述 9
2.2.4 SPN共振阻尼 10
2.3 纳米颗粒阵列的远场消光光谱 11
2.3.1 表面等离子共振的谱线位置 11
2.3.2 SPN的谱宽和衰减时间 12
2.4 纳米颗粒阵列的光学近场 14
2.4.1 单个金属颗粒的光学近场 14
2.4.2 颗粒阵列的光学近场 15
2.5 光学非线性 15
2.6 颗粒间的相互作用 16
2.7 总结 17
参考文献 18
第3章 周期性纳米孔结构的光透射理论 20
3.1 引言 20
3.2 二维亚波长孔洞阵列 20
3.3 被凹槽包围的单孔中的光异常透射 24
3.4 单孔中的光聚束效应 27
参考文献 28
第4章 表面等离激元波导的发展与近场特性 30
4.1 引言 30
4.2 实验背景 31
4.2.1 近场显微镜 31
4.2.2 样品制备 31
4.3 结论 32
4.3.1 金属条带模式的场分布 32
4.3.2 金属条带模式的路由 34
4.4 总结和展望 39
致谢 40
参考文献 40
第5章 长程等离激元传输线数值模拟 42
5.1 引言 42
5.2 物理背景 43
5.3 数值方法 44
5.4 结果 46
参考文献 52
第6章 表面等离极化激元在光子带隙结构中的传输 54
6.1 引言 54
6.2 数值方法 56
6.3 数值结果 57
6.4 结论 62
致谢 63
参考文献 63
第7章 亚波长尺度的等离激元波导 65
7.1 前言 65
7.2 纳米链等离激元波导 65
7.3 纳米结构中强耦合的等离激元模式 71
7.4 金属／绝缘体／金属纳米槽波导 71
7.5 总结 76
参考文献 76
第8章 光学超透镜 79
8.1 引言 79
8.2 超透镜理论和成像特性 80
8.3 倏逝波的传输增强 84
8.4 超透镜的实验演示 86
8.5 总结及展望 92
致谢 92
参考文献 92
第9章 等离子共振蝶形纳米天线中的光场增强 94
9.1 引言 94
9.2 蝶形天线 95
9.2.1 单光子效应 95
9.2.2 双光子效应 99
9.3 结论 102
致谢 103
参考文献 103
第10章 表面等离激元的近场光学激发和检测 105
10.1 引言 105
10.2 表面等离激元的局部激发 106
10.3 支持表面等离激元的锥形近场探针 108
10.4 金属针尖附近的场分布 109
10.5 金属纳米结构的局部激发发光 112
10.6 结论与展望 114
参考文献 114
第11章 近场光学扫描成像原理 117
11.1 近场光学显微镜 117
11.2 近场光学图像的解释 118
11.3 电磁波的散射理论 119
11.4 电磁场的局域态密度 120
11.5 扫描绘制光学近场 121
11.5.1 利用光子扫描隧道显微镜检测光波的电场或磁场分量 121
11.5.2 扫描近场光学显微镜检测电磁场的局域态密度 123
11.6 局域等离激元的观察 124
11.6.1 利用局域等离激元耦合压缩近场 124
11.6.2 控制局域等离激元的耦合 125
致谢 126
参考文献 126
第12章 等离激元器件的模拟技术概述 128
12.1 引言 128
12.2 数值模拟技术 130
12.2.1 格林并矢方法 130
12.2.2 离散偶极近似 132
12.2.3 频域有限差分法 133
12.2.4 时域有限差分法 134
12.2.5 其他数值方法 136
12.3 总结 137
参考文献 137
第13章 复杂纳米结构中的等离激元杂化 139
13.1 引言 139
13.2 纳米壳的等离激元杂化 140
13.2.1 不可压缩的流体模型 140
13.2.2 腔体和实心球的等离激元 141
13.2.3 金属纳米壳的杂化 142
13.3 更复杂结构中的杂化 143
13.3.1 多层同心金属壳 143
13.3.2 纳米颗粒二聚体 145
13.4 结论 147
参考文献 147
第14章 自适应金属纳米结构用于蛋白质传感 150
14.1 引言 150
14.2 SERS增强因子的基本公式 151
14.2.1 拉曼散射增强因子 152
14.2.2 电磁增强因子与有效光学性质的关系 153
14.3 Ag薄膜的自适应特性 154
14.4 SERS增强 156
14.5 胰岛素和抗体-抗原联合体SERS检测 158
14.6 总结 160
参考文献 161
第15章 基于长程表面等离极化激元的集成光学 166
15.1 引言 166
15.2 直波导 166
15.2.1 一般直波导的模式 166
15.2.2 ss0 b模式的性能特征 168
15.3 弯曲波导 170
15.4 无源器件 172
15.4.1 实验论证 172
15.4.2 热光器件 172
15.4.3 模拟和设计注意事项 173
15.5 布拉格光栅 174
15.6 结束语 176
致谢 176
参考文献 177
第16章 突破衍射极限的局域表面等离激元光学数据存储 180
16.1 引言：高密度光学数据存储 180
16.2 超分辨率近场结构 181
16.3 光学相变薄膜在超分辨率中的作用 183
16.4 表面和局域等离激元用于光学存储 185
16.5 总结 188
参考文献 188
第17章 表面等离激元耦合的发射 190
17.1 引言 190
17.2 表面等离激元耦合的发射（SPCE）理论 191
17.3 实验研究与理论预测比较 194
17.4 SPCE在生物医学上的应用 197
17.4.1 背景抑制 197
17.4.2 固有波长分辨率 199
17.4.3 多波长免疫测定 201
17.5 结论 203
致谢 203
参考文献 203