表面等离子体受激辐射放大技术简介.ppt

外表等离子体受激辐射放大技术研究;;;在金属中，价电子为整个晶体所共有，形成所谓费米电子气。价电子可在晶体中移动，而金属离子那么被束缚于晶格位置上，但总的电子密度和离子密度是相同的，从整体来说金属是电中性的。人们把这种情况形象地称为“金属离子浸没于电子的海洋中”。这种情况和气体放电中的等离子体相似，因此可以把金属看作是一种电荷密度很高的低温〔室温〕等离子体，而气体放电中的等离子体是一种高温等离子体，电荷密度比金属中的低。;;;;;;;;SPASER是一种外表等离子受激放大辐射的有源激光工作过程。上图将传统的典型3能级产生激光过程〔a〕与SPASER产生激光激子过程〔b〕作了比照。〔b〕描述了利用银纳米壳和增益介质作为工作介质，由外界施加的能量所激发的电子—空穴对在载体分支下释放出激子过程。;SPP原理简介;等离子体子〔plasmon，又称等离激元〕的量子能量为：

对金属来说，ne≈1023/cm3，将此值代入式〔5-6〕，可得金属中等离子体子的量子能量约为：

如果考虑了金属内电子的衰减，弛豫时间为τ，在外电场

的存在下，电子只沿z方向运动，那么电子的运动方程〔Drude方程〕为：;由此可得：

代入，那么复数介电常数

假设忽略衰减，即时，有：

根据等离子体理论，产生固体等离子体波应满足;;;;;;;;;;;;;;;;;spaser量子密度矩阵方程;;;;;;;我们的一些研究设想;;研究方案的根本技术路线;结构设计中的关键问题;;器件的进一步优化设计;;;其它需要深入研究的问题;

谢谢