現代光子學係列譯叢·等離激元學：基礎與應用 [Plasmonics Fundamentals And Applications Stefan Alexander Maier] pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

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張彤，王琦龍，張曉陽 等 譯

圖書標籤:

• 光子學
• 等離激元
• Plasmonics
• 納米光學
• 材料科學
• 物理學
• 電磁學
• 光學
• 應用物理
• Stefan Maier

齣版社： 東南大學齣版社

ISBN：9787564154646

版次：1

商品編碼：11698947

包裝：平裝

叢書名： 現代光子學係列譯叢

外文名稱：Plasmonics Fundamentals And Applications Stefan Alexander Maier

開本：16開

齣版時間：2014-12-01

用紙：膠版紙###

內容簡介

　　等離激元學作為納米光子學的重要組成部分，是目前極具發展前景的研究領域之一。它主要研究限製在光波長量級（或小於光波長）的電磁場，以及在金屬界麵或微納金屬結構中電磁輻射和傳導電子的相互作用過程，這種相互作用將導緻亞波長尺寸的光學近場增強。《現代光子學係列譯叢·等離激元學：基礎與應用》涵蓋瞭等離激元學科的基本理論和應用方嚮，分為兩個部分：第一部分從經典電磁場理論的基本描述開始，討論瞭導電材料的特性，詳細描述瞭可見光區域的錶麵等離極化激元和局域錶麵等離激元，以及低頻下的錶麵電磁波模式；第二部分主要介紹瞭該學科的應用方嚮，包括等離激元波導，用於光透射增強的小孔陣列，以及各種幾何形狀的錶麵增強傳感結構，最後，對金屬超材料進行瞭簡要的描述。
　　《現代光子學係列譯叢·等離激元學：基礎與應用》可供高等院校光學、物理電子學、凝聚態物理學和微納光子學等方嚮的理工科研究生閱讀或作為教材使用，也可供相關領域的科技工作者閱讀。

作者簡介

　　張彤，東南大學電子科學與工程學院教授，博士生導師。2005年入選教育部“新世紀優秀人纔支持計劃”，主要研究領域包括等離激元學、納米光子學、微納光電集成器件及係統、光學慣性傳感器件技術等領域。2007年3月至2008年2月作為“華英學者”前往美國哈佛大學應用科學學院（SEAS）納米光子學實驗室訪問學習一年，期間主要從事等離激元學方麵的研究工作。是國內較早開展錶麵等離激元研究的學者之一，並在該領域取得瞭較為豐富的研究成果。圍繞金屬錶麵等離激元波導的亞波長光傳輸特性，高局域光強密度特性等，提齣瞭多種具有顯著創新意義的新器件和新波導結構，在金屬納米光學材料及薄膜的可控製備和光學特性方麵開展瞭眾多研究，報道瞭多種納米材料閤成技術，如納米樹枝、納米鏈等，研究瞭金屬等離激元功能薄膜的化學自組裝製備技術，並應用在光伏、光學傳感等領域。研究成果發錶在國際光子學領域的高水平學術期刊上，並多次被國際同行引用和評價。先後承擔國傢自然科學基金項目、教育部博士點基金項目、國防創新項目、國防預先研究項目、預研基金項目、國防863項目等共20餘項科研項目。發錶論文50餘篇，授權美國發明專利4項，授權中國發明專利25項，授權中國實用新型專利近10項。

目錄

第一部分 等離激元學基礎
第1章 金屬電磁學
1.1 麥剋斯韋方程組與電磁波傳播理論
1.2 自由電子氣的介電函數
1.3 氣態自由電子的色散特性和體等離激元
1.4 實際金屬和帶間躍遷
1.5 金屬中電磁場能量
第2章 金屬／絕緣體界麵上的錶麵等離極化激元
2.1 波動方程
2.2 金屬／介質單界麵上的錶麵等離極化激元
2.3 多層體係中的錶麵等離極化激元
2.4 能量約束和有效模式長度
第3章 二維界麵上錶麵等離極化激元的激發方式
3.1 帶電粒子轟擊下的錶麵等離極化激元激發
3.2 棱鏡耦閤
3.3 光柵耦閤
3.4 利用強聚焦光束實現激發
3.5 近場激發
3.6 適用於與傳統光子元件集成的耦閤方案
第4章 錶麵等離極化激元傳輸成像技術
4.1 近場光學顯微技術
4.2 熒光成像
4.3 泄漏輻射
4.4 散射光成像
第5章 局域錶麵等離激元
5.1 亞波長金屬顆粒的標準模型
5.2 米氏理論
5.3 超越準靜態近似和等離激元壽命
5.4 實際顆粒：顆粒等離激元成像
5.5 局域等離激元間的耦閤
5.6 空洞等離激元和金屬納米殼
5.7 局域等離激元與增益介質
第6章 低頻電磁錶麵模式
6.1 太赫茲頻段的錶麵等離極化激元
6.2 波紋錶麵上的人工錶麵等離極化激元
6.3 錶麵聲子極化激元

第二部分 等離激元學應用
第7章 等離激元波導
7.1 用於錶麵等離極化激元傳輸的平麵元件
7.2 錶麵等離極化激元帶隙結構
7.3 沿金屬條帶的錶麵等離極化激元傳播
7.4 用於強束縛條件下導波和聚焦的金屬納米綫及納米錐
7.5 狹縫與凹槽中的局域模式
7.6 納米金屬顆粒波導
7.7 增益介質的損耗補償
第8章 小孔與薄膜的光輻射透射
8.1 亞波長小孔的衍射理論
8.2 亞波長小孔中的異常透射
8.3 基於輸齣端錶麵圖形化的定嚮齣射
8.4 單孔的局域錶麵等離激元和光透射
8.5 異常透射的新興應用
8.6 無孔薄膜中的光透射
第9章 發射過程和非綫性增強
9.1 錶麵增強拉曼散射基本原理
9.2 基於微腔場增強的錶麵增強拉曼散射
9.3 用於錶麵增強拉曼散射的結構
9.4 熒光增強效應
9.5 納米金屬結構的發光
9.6 非綫性增強過程
第10章 光譜學與傳感
10.1 單顆粒光譜
10.2 基於錶麵等離極化激元的傳感器
第11章 超材料和錶麵等離極化激元成像
11.1 超材料和光頻下的負摺射率
11.2 理想透鏡、成像和光刻
第12章 結論

參考文獻

前言/序言

現代光子學係列譯叢·等離激元學：基礎與應用 圖書簡介 書名： 現代光子學係列譯叢·等離激元學：基礎與應用 原著作者： Stefan Alexander Maier 譯者： （此處應填寫實際譯者姓名） 叢書名稱： 現代光子學係列譯叢 --- 引言：探索納米尺度光物質相互作用的奧秘 《現代光子學係列譯叢·等離激元學：基礎與應用》是一部係統、深入探討等離激元學這一前沿交叉學科的權威著作。本書旨在為光子學、納米技術、材料科學以及物理學領域的科研人員、高級研究生和工程師提供一個全麵且深入的理論框架與實踐指導。等離激元學，作為連接光學、電子學與材料科學的橋梁，研究的是在金屬或半導體界麵的自由電子集體振蕩（等離激元）與入射光場相互作用的物理現象。本書正是從基礎原理齣發，逐步構建起理解和利用這些亞波長光場增強和操控效應的知識體係。 本書的結構設計兼顧瞭理論的嚴謹性與應用的廣泛性。它不僅詳盡闡述瞭支撐等離激元現象的電動力學和量子力學基礎，更聚焦於如何將這些基礎知識轉化為實際的納米光學器件和高靈敏度傳感技術。讀者將能夠清晰地把握等離激元從概念的誕生到前沿應用的完整脈絡。 第一部分：等離激元學的理論基石 本書的開篇部分，聚焦於構建理解等離激元現象所需的堅實理論基礎。 1. 經典電動力學與自由電子模型 首先，作者從麥剋斯韋方程組齣發，詳細推導瞭在金屬錶麵存在的錶麵等離激元極化（SPP）的本徵特性。這部分內容深入剖析瞭Drude模型在描述貴金屬（如金和銀）低頻響應中的適用性與局限性。讀者將學習如何通過電磁場邊界條件，推導齣錶麵等離激元隨傳播距離衰減和波矢增大的特性，理解有效摺射率和損耗機製。 2. 局域錶麵等離激元共振（LSPR）的量子與經典描述 本書隨後轉嚮更具工程實用價值的局域錶麵等離激元（LSPR）。通過解析和數值方法，詳細分析瞭球形、棒狀及其他復雜幾何結構金屬納米顆粒上的LSPR。書中清晰區分瞭錶麵等離激元極化（SPP）的傳播特性與局域錶麵等離激元（LSPR）的局域增強特性。對於LSPR的激發、共振波長調控（通過改變尺寸、形狀和介質環境），以及其與入射光偏振和入射角的關係，均提供瞭細緻的數學描述和物理圖像。 3. 等離激元與光場的耦閤機製 深入探討瞭等離激元納米結構如何作為“納米天綫”，高效地捕獲、散射和局域電磁能量。這部分內容涵蓋瞭偶極子、多極子輻射模式，以及近場能量密度的巨大增強效應。理解這些耦閤機製是後續應用開發的關鍵。 第二部分：先進的實驗技術與錶徵方法 為瞭將理論付諸實踐，本書投入瞭大量篇幅介紹用於探測和操控等離激元現象的關鍵實驗技術。 1. 激發與探測技術 詳細介紹瞭如何利用棱鏡耦閤技術（如Kretschmann結構）實現錶麵等離激元極化（SPP）的激發和測量。對於局域錶麵等離激元（LSPR），則著重闡述瞭暗場散射光譜、透射光譜和反射光譜的原理。書中強調瞭如何通過精確控製實驗參數（如入射角、偏振態）來優化共振信號。 2. 近場光學顯微鏡技術 本書特彆強調瞭突破衍射極限的近場光學測量技術，這是研究等離激元納米場強分布的“金標準”。內容涵蓋瞭： 掃描近場光學顯微鏡（SNOM）： 重點介紹其探針設計、信號采集原理及其在成像亞波長電磁場分布方麵的優勢與挑戰。 開孔遠場增強技術： 討論如何利用增強的散射信號或拉曼信號進行間接的近場信息提取。 這些技術章節不僅描述瞭原理，還對不同實驗裝置的搭建要點、數據處理和誤差分析提供瞭實踐性指導。 第三部分：核心應用領域與前沿研究 等離激元學的強大之處在於其跨學科的應用潛力。本書的第三部分集中展示瞭該領域最具影響力和發展前景的應用實例。 1. 等離激元增強光譜技術 這是等離激元學最成熟的應用領域之一。書中全麵介紹瞭錶麵增強拉曼散射（SERS）的機理，強調瞭“熱點”區域的電磁場增強效應是信號提升的關鍵。同時，也探討瞭錶麵增強熒光（SEF）和錶麵增強光電導（SEIR）技術在生物分子檢測和催化研究中的應用。 2. 等離激元納米傳感與生物醫學應用 等離激元傳感器以其極高的靈敏度而著稱。本書詳細分析瞭基於SPP和LSPR的摺射率傳感原理，並展示瞭如何設計具有高品質因數（Q因子）的結構以提高傳感極限。在生物醫學領域，內容涉及： 光熱治療（PTT）： 利用金屬納米結構在近紅外波段的強吸收特性，將其作為“納米級熱源”進行腫瘤消融。 靶嚮遞送與成像： 討論瞭如何利用等離激元結構與生物分子偶聯，實現細胞水平的特異性標記和診斷。 3. 等離激元光電子學與信息技術 展望瞭等離激元在下一代光電子器件中的潛力，特彆是在“光速”與“電速”之間的接口問題。內容包括： 等離激元波導與集成電路： 探索利用金屬-介質界麵傳輸光信號，以期實現比傳統光縴更小的傳輸尺寸和更高的集成密度。 光電探測器與調製器： 如何利用等離激元共振效應提高光敏元件的響應速度和效率。 結語：未來的展望 本書最後一部分對等離激元學未來可能的發展方嚮進行瞭富有洞察力的討論，包括從經典金屬嚮半導體、拓撲絕緣體等新型材料的拓展，以及與量子技術（如單光子源、量子糾纏）相結閤的前沿探索。 《現代光子學係列譯叢·等離激元學：基礎與應用》以其清晰的邏輯結構、嚴謹的理論推導和豐富的應用案例，成為該領域內一本不可或缺的參考書和學習指南，極大地推動瞭等離激元學研究的普及與深入。

評分☆☆☆☆☆

作為一名長期關注新型光學器件研發的技術人員，我一直在尋找一本能夠係統梳理等離激元學從理論基石到實際應用的權威參考書。市麵上的資料往往側重於某一個應用方嚮，比如傳感或者超分辨成像，但很少有能夠將底層物理原理——比如德拜長度、錶麵等離激元極化激元的激發條件和傳播特性——闡述得如此透徹的。我尤其關注書中是否詳細討論瞭局域錶麵等離激元共振（LSPR）的精細調控機製，以及如何利用納米結構來管理光場。如果書中能夠深入探討不同材料體係（如貴金屬、半導體甚至介電材料）中等離激元的特性差異，並輔以必要的數學推導來支撐結論，那這本書的價值就不可估量瞭。我希望閱讀完後，能夠立即將學到的知識應用到我們下一代超高靈敏度生物傳感器的設計迭代中去，而不是停留在純粹的學術探討層麵。這種實踐導嚮的深度解讀，纔是專業書籍的精髓所在。

評分☆☆☆☆☆

從閱讀體驗的角度來看，一本好的專業書應該具備結構上的邏輯性和漸進性。我期望這本書的章節劃分是循序漸進的：從麥剋斯韋方程組在特定邊界條件下的應用開始，到單粒子散射理論，再過渡到復雜的介質結構中的集體振蕩模式。我尤其關注它對“亞波長光操控”這一核心目標的論述深度。書中是否清晰地區分瞭等離激元學與傳統的微納光學（如光子晶體）在實現光限域上的異同點？此外，高質量的索引和詳盡的參考文獻列錶也是我衡量一本專業書籍水準的重要標準。一個好的索引能讓我快速定位到關心的特定公式或概念，而豐富的引用則能指引我去探索更深層次的研究文獻。總而言之，我希望這本譯著能成為我書架上那本經常被翻閱、標注密集的“工具書”，而不是束之高閣的裝飾品。

評分☆☆☆☆☆

坦白說，我對於物理學原著的翻譯版本總是抱有一種審慎的態度，畢竟很多專有名詞的準確性直接決定瞭理解的偏差。這本書能夠被選入一個知名的“譯叢”，想必是經過瞭嚴格的篩選和審校的。我非常期待它能為我這個跨學科的研究者提供一座堅實的橋梁。我的背景偏嚮於材料科學，對光電轉換的機製瞭解較多，但對純粹的電磁場理論和量子光學交叉的部分略感吃力。因此，我希望這本書在引入等離激元學概念時，能像一位耐心的導師一樣，先迴顧必要的電磁理論基礎，再逐步深入到納米尺度下的耦閤效應。理想的狀態是，每一章的結尾都能有一個小結或者思考題，幫助讀者鞏固剛剛掌握的知識點，而不是一口氣把所有的信息傾瀉下來，讓人消化不良。如果能提供豐富的圖錶來可視化那些復雜的矢量和場分布，那簡直是錦上添花。

評分☆☆☆☆☆

這本書的封麵設計確實讓人眼前一亮，那種深邃的藍色調配上流動的光影效果，立馬就能抓住眼球。我記得當時在書店裏被它吸引，立刻翻開瞭扉頁。雖然我對光子學這個領域不算完全陌生，但“等離激元學”這個詞匯聽起來就帶著一種前沿的神秘感。迫不及待地想看看作者是如何將那些看似抽象的物理概念，用清晰易懂的語言串聯起來的。尤其是考慮到這是“現代光子學係列譯叢”中的一本，我對它在深度和廣度上的把握抱有很高的期待。我希望它能不僅僅停留在理論的羅列上，而是能通過紮實的案例和生動的圖示，讓我對微觀尺度下的光與物質相互作用有一個全新的認知。閱讀這類專業書籍，最怕的就是晦澀難懂，希望這本書的翻譯質量也能對得起原著的水平，讓這些尖端的知識能夠順暢地流淌進讀者的腦海。從初步的印象來看，這本書的排版很舒服，字間距和行距都恰到<bos>。

評分☆☆☆☆☆

我最近正在準備一個關於納米光子學未來趨勢的報告，等離激元學無疑是繞不開的核心議題之一。我希望這本書能夠提供一個全麵且與時俱進的視角，展示該領域最新的研究熱點和技術瓶頸。比如，關於損耗問題（Ohmsic Loss）的抑製策略，以及如何將等離激元技術與先進的製造工藝（如電子束光刻或3D打印）相結閤，實現大規模集成。如果作者能夠批判性地評估等離激元技術在商業化應用中遇到的實際睏難，例如穩定性、成本控製等問題，而不是僅僅描繪美好的前景，那麼這本書的客觀性和參考價值將大大提升。我更傾嚮於看到一種平衡的論述：既要贊美其潛力，也要清醒地認識到其局限性。這種成熟、不偏不倚的分析角度，是構建未來技術路綫圖所必需的。

評分☆☆☆☆☆

正版書籍，發貨快，還是不錯的，學習中！

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評分☆☆☆☆☆

好書啊！！

評分☆☆☆☆☆

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買來學習。

評分☆☆☆☆☆

非常專業、基礎的專業參考書。

評分☆☆☆☆☆

不錯

評分☆☆☆☆☆

專業工具書，有參考價值

評分☆☆☆☆☆

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