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表面等离激元光学深度解读

共计 30 章节
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01
课程导入
表面等离激元光学的定义 · 发展简史 · 核心应用领域与课程学习路径
课程导入表面等离激元光学…
02
电磁学基础
麦克斯韦方程组 · 介质中的波动方程 · 边界条件及光学常数（介电函数）的物理…
电磁学基础麦克斯韦方程组
03
金属的光学性质
Drude模型 · 金属的复介电函数 · 趋肤深度与等离子体频率的推导与理解
金属的光学性质Drude
04
表面等离激元的基本概念
表面等离激元极化子（SPP）的物理图… · 色散关系推导及与光子的耦合条件
表面等离激元的基…SPP
05
表面等离激元的激发方式
棱镜耦合（Kretschmann和O… · 光栅耦合 · 近场激发与端面耦合的机理与对比
表面等离激元的激…Kretschmann
06
表面等离激元的传播特性
传播长度 · 穿透深度 · 模式场分布及损耗机制分析
表面等离激元的传…传播长度
07
局域表面等离激元共振（LSPR）
金属纳米颗粒的准静态近似 · 共振条件 · 消光截面与尺寸效应
LSPR局域表面等离激元…
08
表面等离激元的数值模拟方法
FDTD · FEM · RCWA等主流算法的原理
表面等离激元的数…FDTD
09
表面等离激元传感技术
折射率传感原理 · 灵敏度与品质因子（FOM）的计算 · 以及典型生物传感案例
表面等离激元传感…折射率传感原理
10
表面增强拉曼散射（SERS）
电磁增强机制 · 热点效应 · 增强因子估算及单分子检测案例
SERS表面增强拉曼散射
11
表面等离激元波导
金属-绝缘体-金属（MIM）波导 · 绝缘体-金属-绝缘体（IMI）波导的…
表面等离激元波导MIM
12
表面等离激元光学天线
纳米天线的工作原理 · 共振调谐 · 方向性调控及在光电探测中的应用
表面等离激元光学…纳米天线的工作原…
13
超表面与等离激元
超表面中的等离激元共振 · 相位调控 · 异常反射/折射及平面光学器件设计
超表面等离激元
14
等离激元手性光学
手性分子传感 · 圆二色性增强 · 手性超表面的设计与应用
等离激元手性光学手性分子传感
15
非线性等离激元光学
二次谐波产生（SHG） · 四波混频（FWM）及等离激元增强非线…
非线性等离激元光…SHG
16
热载流子与等离激元光催化
热电子产生与注入过程 · 光催化反应机理及能源转换应用
热载流子等离激元光催化
17
等离激元光热效应
光热转换原理 · 纳米颗粒的局域加热 · 光热治疗与热成像应用
等离激元光热效应光热转换原理
18
可调谐等离激元
通过电化学 · 温度 · 相变材料（如VO2）或机械应变实现共…
可调谐等离激元通过电化学
19
等离激元与量子发射体相互作用
Purcell效应 · 强耦合与弱耦合 · 拉比劈裂及量子光源应用
等离激元量子发射体相互作…
20
等离激元集成光子学
片上等离激元电路 · 与硅光子集成 · 损耗补偿及混合集成方案
等离激元集成光子…片上等离激元电路
21
等离激元显微镜与成像
等离激元增强显微术 · 暗场散射成像 · 全息成像及超分辨技术
等离激元显微镜成像
22
等离激元材料体系
贵金属（Au · Ag） · 铝
等离激元材料体系Au
23
石墨烯等离激元
石墨烯等离激元的独特性质 · 可调谐性 · 中红外传感及太赫兹应用
石墨烯等离激元石墨烯等离激元的…
24
等离激元制造与加工
电子束光刻 · 聚焦离子束 · 纳米球光刻及自组装等制备工艺与精度控…
等离激元制造加工
25
等离激元表征技术
近场光学显微镜（SNOM） · 阴极荧光 · 电子能量损失谱（EELS）等表征手段
等离激元表征技术SNOM
26
常见问题与陷阱
模拟中的收敛性 · 实验中的污染与氧化 · 测量误差及重复性问题的解决方案
常见问题陷阱
27
案例实战
设计一个基于LSPR的折射率传感器 · 从结构选型 · 参数扫描到性能评估的完整流程
案例实战LSPR
28
案例实战
构建一个SERS基底 · 利用FDTD模拟热点分布并优化增强因… · 结合实验数据对比
案例实战SERS
29
前沿进展与挑战
等离激元损耗 · 有源补偿 · 量子等离激元及工业应用瓶颈
前沿进展挑战
30
综合提升与项目实践
综合运用所学知识 · 完成一个创新性等离激元器件设计项目 · 并撰写报告与展示
综合提升项目实践