光发射体与表面等离激元极化激元之间激发和耦合速率的测定

该方法有助于解答荧光增强领域的关键问题，例如表面等离激元介导的荧光现象。该技术的主要优势在于，它完全在频域内区分表面等离激元介导荧光的激发过程与衰变过程。制备用于周期性阵列的基底。

本实验使用一块一平方厘米的玻璃片。将其分别在甲醇和丙酮中超声清洗各10分钟。清洗完毕后，将玻璃片置于200摄氏度的加热板上加热一小时。

进行旋涂步骤时，用稀释剂将原生光刻胶稀释，并准备好粘附溶液。将玻璃基底转移至旋涂仪，滴加三到五滴粘附溶液至基底表面。先以600 rpm转速旋转10秒，再以3,600 rpm转速旋转1分钟。

接下来，在基底上滴加五到七滴稀释后的光刻胶。先以600 rpm转速旋涂基底10秒，然后以3,600 rpm转速继续旋涂1分钟。完成后，将旋涂好的样品转移至65°C的加热板上，放置1分钟。

然后，将样品转移至95摄氏度的加热板上，再放置一分钟。从加热板上取下样品，安装到劳埃德干涉仪上。该装置包含一个用作样品支架的棱镜，其上垂直放置一面反射镜。

在样品上滴加一滴折射率匹配油，将其固定在棱镜上。将样品尽可能靠近反射镜放置。在此初始取向下对样品进行照射。

然后，将样品在棱镜上旋转90度，以形成二维正方晶格。使用相同的曝光时间进行第二次曝光。将样品放回65摄氏度的加热板上，持续两分钟。

然后，将其置于95摄氏度的加热板上加热两分钟。接着，将样品放入显影液中浸泡两分钟，并持续搅动。取出样品后，再将其浸入异丙醇中一分钟，以冲洗残留物。

使用射频溅射沉积系统在样品上沉积一层100纳米厚的金膜。样品制备完成后，将其与Styryl 8染料溶液一同置于旋涂仪上。向样品表面滴加0.2毫升（即三到五滴）溶液。

旋涂以制备约80纳米厚的薄膜。进行反射率测量时，使用测角仪。该系统采用石英灯提供的宽带白光。

多模光纤束将光传输至面对面的物镜以进行准直。偏振器和快门位于光路的下一位置。光照射到样品台上，样品台配有三个独立的旋转台。

样品台后方设置有检测分析仪。另一根多模光纤收集样品的镜面反射光，并将其传输至光谱仪和CCD相机。在对装置进行对准和校准后，建立自动化系统以采集数据。

使用自动化装置逐步改变入射角并采集反射光谱。在这些测量中，入射角的步长为 0.5 度。波长分辨率为 0.66 纳米。

为了测量正交反射率，需调整实验装置。将入射光偏振片设置为相对于入射面呈45度角，将检偏器设置为相对于入射面呈负45度角。

进行另一次自动测量。光致发光测量需要对装置进行进一步调整。将宽带光源更换为633纳米的氦氖激光器。

在起偏器前放置一个激光线滤光片。同时，在快门后放置一个半波片。通过在光谱仪前用陷波滤光片替代检偏器来完成装置的搭建。

通过固定检测角度并改变相对于样品法线的入射角度，进行自动化的入射角扫描。表面等离激元激子的激发具有入射角依赖性，因而可实现选择性激发。接下来，通过固定相对于样品法线的入射角度，并改变检测角度，进行检测角扫描。

这是沿插图中金阵列的ΓX方向测得的P偏振反射率图谱。虚线是根据相位匹配方程计算得到的，表明激发的是M等于负一、N等于零的表面等离激元极化激元。该反射率图谱是在起偏器与检偏器处于正交位置时获得的。

背景现在为零，由颜色图中的蓝色表示。反射率曲线呈现出绿色的峰，而不是凹陷，因为在去除背景后仅剩表面等离激元极化激元。这是沿镉、硒、碲化物量子点掺杂的PVA聚合物阵列表面的ΓX方向测得的P偏振反射率图谱及其正交反射率图谱，该聚合物通过旋涂法成膜。

此外，以下是关于入射角和探测角的光致发光测量数据。这些数据可用于确定光发射体与局域腔之间的激发和耦合速率。尽管该方法可揭示周期性阵列中荧光增强的信息，但也可应用于其他系统，例如超材料和光子晶体。

一旦掌握，该技术若操作得当，可在三小时内完成。在进行该实验时，重要的是要始终注意检查阵列装置的对准情况，以及反射光谱仪的偏振状态和角度。该技术问世后，为荧光光谱领域的研究人员探索树脂增强领域中的表面等离子体增强荧光现象开辟了道路。

观看本视频后，您应能充分理解如何确定光发射体与周期性阵列产生的表面等离激元极化激元之间的激发及耦合速率。