表面等离子体 表面等离子体共振

大家好，今天微星自动化（http://wxdcn.com/）小编关注到一个比较有意思的话题，就是关于表面等离子体的问题，于是微星自动化小编就整理了4个相关介绍表面等离子体的解答，让我们一起看看吧。

文章目录：

1. 等离子激元与等离子体有何区别?
2. 等离子体和表面等离子体是什么关系?
3. 表面等离子体激元中“激元”怎么理解
4. 表面等离子体和表面等离激元的区别

一、等离子激元与等离子体有何区别?

主要区别是，性质不同、特性不同、应用不同，具体如下：

一、性质不同

1、表面等离子体

表面等离子体（surface plasmons，SPs）是一种电磁表面波，它在表面处场强最大，在垂直于界面方向是指数衰减场，它能够被电子也能被光波激发。

2、表面等离激元

表面等离激元（Surface Plasmon, SP）是在金属表面区域的一种自由电子和光子相互作用的形成的电磁振荡。

二、特性不同

1、表面等离子体

①、其场分布在沿着界面方向是高度局域的，是一个消逝波，且在金属场中分布比在介质中分布更集中，一般分布深度与波长量级相同。

②、在平行于表面的方向，场是可以传播的，但是由于金属的损耗存在，所以在传播的过程中会有衰减存在，传播距离有限。

③、表面等离子体波的色散曲线处在光线的右侧，在相同频率的情况下，其波矢量比光波矢量要大。

2、表面等离激元

①、在垂直于界面的方向场强呈指数衰减。

②、 能够突破衍射极限。

③、 具有很强的局域场增强效应。

④、只能发生在介电参数(实部)符号相反(即金属和介质)的界面两侧。

三、应用不同

1、表面等离子体

①、表面等离子体波是在两种界面附近存在的波，界面两侧的折射率分布对场分布有很大的影响，利用这一点能够进行传感。这种传感技术结构简单，灵敏度高，检测过程中无需标记物，可实时监测样品结合过程。该技术可用于气体、 液体和有机薄膜等分析，主要用于生命科学和化学领域。

②、表面等离子体波具有局域分布的特性，而且其分布深度可小于波长量级，突破衍射极限，使得表面等离子体波能够应用于制作亚波长量级的光电子器件的生产，有利用光电子集成器件的制作。由于能够突破极限，所以能够应用表面等离子体效应来做近场显微镜，做曝光等等。

③、表面等离子体波在太阳能电池和LED等新型能源相关器件方面的应用。利用表面等离子体效应可以提高太阳能电池的光电转换效率，同样也可以在LED上。

2、表面等离激元

随着表面等离激元理论研究的深入以及各种结构的器件的成功制作，其在光学各领域应用具有巨大的潜力，尤其在解决了一些以往光学长期不能解决的问题，其中包括金属亚波长结构的增透效应在超分辨率纳米光刻、高密度数据存储、近场光学等领域的应用。

参考资料来源：

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二、等离子体和表面等离子体是什么关系?

等离子体和表面等离子体是密切相关的，但又有明显的区别。总体来说，等离子体是一种电离气体，而表面等离子体是在金属和介质交界面上产生的一种特殊电磁波。

等离子体是由足够数量的自由电子和离子组成的，使得整体呈现出电中性。这些自由电荷使得等离子体对电磁场有响应，因此等离子体可以被视为一种导电介质。等离子体在许多天体、实验室设备和工业过程中都存在，例如太阳、荧光灯和等离子体切割机。

表面等离子体则是在金属和介质（例如空气或玻璃）的交界面上产生的一种电磁波。当光波入射到这个交界面时，金属中的自由电子会被激发并产生集体振荡。这种振荡与电磁波相互作用，形成一种沿着交界面传播的表面波。这种波具有非常强的电场局域能力，因此在许多纳米光子学应用中有着广泛的应用，例如表面增强拉曼散射和等离子体光子学器件。

因此，可以看出等离子体和表面等离子体在物理性质和应用上都有着密切的联系。等离子体提供了自由电子的来源，使得表面等离子体得以在交界面上形成和传播。同时，两者都在许多科学和技术领域中有着广泛的应用。

三、表面等离子体激元中“激元”怎么理解

表面等离子体通常出现在金属层和电介质层的表面分界处，本质上是金属内的自由电子所形成的密度波，是一种非定域的，相干的电子振荡，在垂直于界面方向呈e指数衰减。

所谓“激元”，可以理解为被激发的表面等离子体，因为如果想要利用表面等离子体的性质，就必须提供源源不断的激发。激发方式可以用电或者激光，需要满足一定的激发条件。

四、表面等离子体和表面等离激元的区别

可以从以下方法进行区别

1、激发方式不同

表面等离子体：在一般情况(对于连续的金属介质界面)下，表面等离子体波的量大于光波的，为了激励表面等离子体波，需要引入一些特殊的结构达到波矢匹配，如：棱镜耦合、波导结构、光栅耦合。

表面等离激元：是在金属表面区域的一种和光子相互作用的形成的电磁振荡。表面电荷振荡与光波之间的相互作用使得表面等离激元具有很多独特的有意义的性质。特别是在激光器领域。

2、原理不同

表面等离子体：在金属表面存在的自由振动的电子与光子相互作用产生的沿着金属表面传播的电子疏密波。

表面等离激元：光波入射到金属与分界面时，金属表面的自由电子发生集体振荡，与金属表面自由电子耦合而形成的一种沿着金属表面传播的近场电磁波，这种现象就被称为表面等离激元现象。

扩展资料：

表面等离子体波的场分布具有以下特性：

1.其场分布在沿着界面方向是高度局域的，是一个消逝波，且在金属场中分布比在介质中分布更集中，一般分布深度与波长量级相同。

2.在平行于表面的方向，场是可以传播的，但是由于金属的损耗存在，所以在传播的过程中会有衰减存在，传播距离有限。

3.表面等离子体波的色散曲线处在光线的右侧，在相同频率的情况下，其波矢量比光波矢量要大。

参考资料来源： 

到此，以上就是微星自动化小编对于表面等离子体的问题就介绍到这了，希望介绍关于表面等离子体的4点解答对大家有用。