Au和Ag納米棒的SHG強(qiáng)度差異：偏振二次諧波掃描成像系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)分析

在前面三期中，我們連續(xù)展現(xiàn)了華中科技大學(xué)韓俊波教授課題組在SHG上的出色工作，從本期開(kāi)始，我們開(kāi)始做一些基礎(chǔ)性的討論。

本期是第一期：Au和Ag納米棒的SHG強(qiáng)度差異有哪些？

1. SHG強(qiáng)度比較：

•  Ag納米棒混合結(jié)構(gòu)：在所有測(cè)試的納米棒混合結(jié)構(gòu)中，Ag納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強(qiáng)度是最高的。這主要是因?yàn)殂y（Ag）在可見(jiàn)光和近紅外區(qū)域具有非常強(qiáng)的表面等離子體共振（SPR）效應(yīng)，能夠顯著增強(qiáng)局域電場(chǎng)，從而提高SHG的效率。

• Au納米棒混合結(jié)構(gòu)：Au納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強(qiáng)度相對(duì)較低。盡管金（Au）也具有較強(qiáng)的SPR效應(yīng)，但其增強(qiáng)效果通常不如銀（Ag）顯著。因此，Au納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強(qiáng)度明顯低于Ag納米棒混合結(jié)構(gòu)。

• Au–Ag–Au納米棒混合結(jié)構(gòu)：Au–Ag–Au納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強(qiáng)度介于Au和Ag納米棒混合結(jié)構(gòu)之間。這種結(jié)構(gòu)結(jié)合了Au和Ag的特性，雖然其SHG強(qiáng)度不如純Ag納米棒混合結(jié)構(gòu)高，但仍然顯著高于純Au納米棒混合結(jié)構(gòu)。這表明，通過(guò)合理設(shè)計(jì)納米結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)SHG強(qiáng)度的有效調(diào)控。

2. 影響因素分析：

• 表面等離子體共振（SPR）：SPR效應(yīng)是影響SHG強(qiáng)度的關(guān)鍵因素。Ag的SPR效應(yīng)在可見(jiàn)光和近紅外區(qū)域非常強(qiáng)，能夠顯著增強(qiáng)局域電場(chǎng)，從而提高SHG的效率。相比之下，Au的SPR效應(yīng)雖然也較強(qiáng)，但通常不如Ag顯著。

• 納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)：納米結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)對(duì)SHG強(qiáng)度也有重要影響。例如，Au–Ag–Au納米棒混合結(jié)構(gòu)通過(guò)在Au和Ag之間引入界面模式，進(jìn)一步增強(qiáng)了局域電場(chǎng)，從而提高了SHG強(qiáng)度。這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以有效利用Au和Ag的協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)SHG強(qiáng)度的優(yōu)化。激發(fā)條件：激發(fā)光的波長(zhǎng)、偏振狀態(tài)和入射角度等條件也會(huì)影響SHG強(qiáng)度。例如，p偏振激發(fā)通常能夠更有效地激發(fā)SPR模式，從而提高SHG強(qiáng)度。在本文中，作者通過(guò)調(diào)整激發(fā)光的偏振狀態(tài)和入射角度，優(yōu)化了SHG信號(hào)的強(qiáng)度。

結(jié)論：

總體而言，Ag納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強(qiáng)度最高，Au納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強(qiáng)度*低，而Au–Ag–Au納米棒混合結(jié)構(gòu)的SHG強(qiáng)度介于兩者之間。這種差異主要?dú)w因于Ag和Au的SPR效應(yīng)以及納米結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的不同。通過(guò)合理設(shè)計(jì)納米結(jié)構(gòu)和優(yōu)化激發(fā)條件，可以有效調(diào)控SHG強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)對(duì)非線性光學(xué)特性的優(yōu)化。