“等离激元新效应与应用”专题 前言

光与物质的相互作用一直都在吸引着人们的研究兴趣，它也是与各种光学应用有着广泛联系的基础物理问题。等离激元是光与凝聚态物质相互作用形成的一种新型元激发准粒子，具有特殊的色散与光传输特性，是微纳光子学研究前沿领域之一。长程传播的等离激元在传播过程中波矢色散很大，可以突破衍射极限，实现亚波长尺度光信号的传输、超分辨成像、超分辨光刻等。亚波长结构的等离激元具有很强的电磁共振，可以用于构造超构材料与超构表面，对电磁波相位、波前进行调控，实现一些新型的光学器件。通过人工结构设计实现的Spoof等离激元，可以进一步将等离激元的工作波长向长波拓展，在微波与太赫兹波段构建新型等离激元器件。纳米颗粒的等离激元局域共振具有出色的局域光场增强效应，在非线性光学、纳米激光器、增强拉曼散射、生物分子探测领域有极高的应用价值。另外，等离激元场与颗粒间的动量交换，使其在近场光力与微操作方面也有潜在应用。等离激元对光的吸收很强，可以将光子能量高效地转化为热能或其他能量，因此等离激元在太阳能利用、辐射制冷、水资源利用方面也有广阔的应用前景。早期对等离激元的研究主要集中在金属材料领域，在一些半导体与二维材料中掺杂也可以产生