表面等离子体激元从近场到远场高效传输纳米级信息

表面等离子体激元（Surface Plasmon Polaritons, SPPs）是一种在金属表面传播的电磁波，它们可以在金属和介质的界面处激发。SPPs在近场光学成像和纳米级信息传输领域具有重要应用，因为在这些领域中，通常需要研究的对象尺寸小于光的波长，从而超出了传统光学显微镜的分辨率限制。 文章标题“表面等离子体激元从近场到远场高效传输纳米级信息”提出了一种使用等边三角形相位光栅镀膜金属薄膜将光学近场信息转换为传播波的方法，用于实现超分辨率成像。SPPs可以通过衰减全反射耦合模式被激发，使得从近场到远场的纳米级信息传输成为可能。本研究详细分析了SPPs的激发机制和近场光波高效耦合输出的细节，并设计了特殊的耦合微结构，使得近场信息可以在远场被收集。此外，文章还建立了超透镜成像系统的光学传递函数，并重建了纳米级物体的模拟图像。分析和计算表明，等边三角形相位光栅镀膜金属薄膜在远场成像中起着重要作用，即把消逝波转换为传播波，并通过相位调制改变光波的方向。 在近场光学成像中，物体携带的小尺度信息在近场是微弱且难以探测的，因此通过SPPs增强局部光场在近场光学成像中变得非常重要。众所周知，当光照射在金属表面时，可以生成SPPs，并且还会产生特殊的光学现象。SPPs可以在金属表面产生局域增强的电场，这对于探测近场的细微结构尤为重要。 文章中的研究基于之前的相关研究，提出了一种新型的光学信息高效传输和成像的方法。通过设计一种特殊结构的相位光栅，可以在远场收集由近场传输来的信息，这一发现对于纳米科技和微光子学领域来说具有非常重要的意义。 在本文的介绍部分，作者强调了SPPs在超分辨率成像中的潜力，并指出在近场中携带小型信息的消逝波是微弱且难以检测的，因此通过SPPs增强近场的局部光场对于近场光学成像来说具有重要的意义。众所周知，SPPs可以被生成，且当光照射金属表面时会产生一些特殊的光学现象。通过深入分析SPPs的激发机制和设计特殊的耦合结构，使得近场信息可以被有效地传输到远场。 文章还讨论了相位光栅镀膜金属薄膜在远场成像中的作用，特别是如何将消逝波转换成传播波，并通过相位调制改变光波的方向。这种技术为快速获取近场信息提供了一种不需要复杂要求的方法。整个成像系统建立在通过SPPs实现从近场到远场的高效传输的基础上，这一传输过程对提高成像分辨率起到了关键作用。 这项研究为超分辨率成像和纳米级信息传输提供了新的理论和技术支持，通过SPPs的激发和耦合机制，实现了纳米尺度上信息的有效传输和远场成像，这对于光学技术、纳米科学研究以及微纳加工等领域有着重要的应用价值和前景。