The Coupling Effects of Surface Plasmon Polaritons and Magnetic Dipole Resonances in Metamaterials.
The Coupling Effects of Surface Plasmon Polaritons and Magnetic Dipole Resonances in Metamaterials.
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超材料中表面等离子体激元与磁偶极子共振的耦合效应
DOI：
10.1186/s11671-017-2350-z
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发表时间：
2017-11-09
影响因子：
--
通讯作者：
Tang H
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Liu B;Tang C;Chen J;Yan Z;Zhu M;Sui Y;Tang H
我们通过数值研究了超材料中表面等离子体激元 (SPP) 和磁偶极子 (MD) 共振的耦合效应，超材料由银纳米盘阵列和银基板上的 SiO2 间隔物组成。 Ag 纳米盘阵列的周期性导致 Ag 基底表面的 SPP 被激发。各个银纳米盘和银基底之间的近场等离子体相互作用形成MD共振。当通过改变银纳米盘的阵列周期来调整SPP的激发波长以接近MD共振的位置时，SPP和MD共振耦合在一起形成两种混合模式，其位置可以通过两个振荡器的耦合模型很好地预测。在SPP和MD共振的强耦合机制中，杂化模式表现出明显的反交叉，导致了有趣的拉比分裂现象。此外，银纳米盘下的磁场大大增强，这可能会找到一些潜在的应用，例如磁非线性。
We numerically investigate the coupling effects of surface plasmon polaritons (SPPs) and magnetic dipole (MD) resonances in metamaterials, which are composed of an Ag nanodisk array and a SiO2 spacer on an Ag substrate. The periodicity of the Ag nanodisk array leads to the excitation of SPPs at the surface of the Ag substrate. The near-field plasmon interactions between individual Ag nanodisks and the Ag substrate form MD resonances. When the excitation wavelengths of SPPs are tuned to approach the position of MD resonances by changing the array period of Ag nanodisks, SPPs and MD resonances are coupled together into two hybridized modes, whose positions can be well predicted by a coupling model of two oscillators. In the strong coupling regime of SPPs and MD resonances, the hybridized modes exhibit an obvious anti-crossing, resulting into an interesting phenomenon of Rabi splitting. Moreover, the magnetic fields under the Ag nanodisks are greatly enhanced, which may find some potential applications, such as magnetic nonlinearity.
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