Summary
Этот протокол описывает приборов для определения возбуждения и сцепления между излучателей света и блох как поверхностного плазмон поляритонов, вытекающих из периодических массивы.
Abstract
Мы разработали уникальный метод для измерения возбуждения и муфты ставки между излучателей света и поверхностного плазмон поляритонов (ППУ) вытекающие из металлических периодических массивы без привлечения время решена методов. Мы разработали ставки в количествах, которые могут быть измерены простым оптических измерений. Приборостроение, основанные на угол и поляризации решены отражательной способности и фотолюминесценции спектроскопия будут описаны подробно здесь. Наш подход интригует из-за своей простоты, которая требует обычной оптике и несколько механических этапов и таким образом является весьма доступным для большинства научно-исследовательских лабораторий.
Introduction
Поверхностного плазмон опосредованной флуоресцирования (SPMF) получила значительное внимание недавно1,2,3,4,5,6. Когда излучателей света находятся в непосредственной близости от плазмонных системы, энергия может передаваться между эмитентами и поверхностного плазмон поляритонов (SPP). В целом сильные плазмонных поля может сильно повысить возбуждения излучателей2. В то же время уровень выбросов также увеличивается из-за большой плотность из государств созданные ППУ, уступая известных Purcell эффект3. Эти два процесса работать рука в руку в производстве SPMF. Как SPMF стимулировало многочисленные приложения в Твердотельные освещения1,4,5и6Био Детектирование энергии это в настоящее время ведется интенсивное расследование. В частности знания скорость передачи энергии от ППУ излучателей и наоборот, то есть, возбуждение и муфты цены, имеет большое значение. Однако процессы возбуждения и выбросов обычно запутались вместе, исследования на этот аспект по-прежнему отсутствует. Например большинство исследований только определить коэффициент эффективности возбуждения, который просто сравнивает выбросов с и без ППУ7. Точное измерение скорости возбуждения до сих пор отсутствует. С другой стороны обычные время решены такие методы, как отдела Флуоресценция жизни обычно используются для изучения динамики процесса выбросов, но они не могут отделить уровень сцепления от общего распада курс8. Здесь мы опишем, как можно определить их путем объединения модель уравнение ставки и временной режим спаренных теория9,10. Замечательно мы находим, что возбуждение и муфты ставки могут быть выражены через измеримые количества, которые можно получить, выполнив фотолюминесценция спектроскопии и отражательной способности урегулировать угол и поляризации. Мы будем сначала изложить формулировки и затем описать инструментирования в деталях. Такой подход является полностью на основе частотной области и не требует каких-либо время решена аксессуары, такие как коррелированных по времени Однофотонная счетчики, которые являются дорогостоящими и иногда трудно осуществить8, и ультра-быстрой лазеры 11. Мы ожидаем этот техника быть благоприятной технологии для определения возбуждения и сцепления между излучателей света и резонансной полости.
SPMF в периодических систем проинформировал здесь. Для периодического плазмонных системы, где могут создаваться блох как ППУ, помимо прямого возбуждения и выбросов, которые характеризуются возбуждения эффективности η и спонтанного курс Γr, излучатели может быть взволнован входящие ППУ и упадок через исходящие ППУ. Другими словами под резонанс возбуждения, входящие ППУ создаются для создания сильных плазмонных полей, которые активизировать излучателей. После того, как рады, излучатели, энергии из них могут быть переданы исходящих ППУ, которые впоследствии радиационно рассеиваться в дальнем поле, что привело к активизации выбросов. Они определяют SPMF. Для простых двух уровневого излучателей возбуждения относится к увеличение переход электронов из земли возбужденных государствам тогда как выбросов определяет распада электронов обратно к земле государства, сопровождающийся испусканием фотонов на длинах волн определенных в разница в энергии между государствами возбужденных и грунта. Возбуждения и выбросов условия для SPMF необходимы для выполнения этапа известным соответствия уравнение для возбуждения входящие и исходящие ППУ9
(1)
где ε и εm диэлектрической константы металлов и диэлектриков, θ и φ — инцидента и азимутальные углы, P-период массива, λ является длина волны возбуждения или выбросов, и m и n являются целыми числами, указание порядка ППУ. Для возбуждения, в плоскости wavevector лазерного луча будет Брэгг разбросаны импульс матч с входящего ППУ и θ и φ вместе определяют указанный инцидент конфигурации для захватывающих ППУ для расширения электронных поглощения на возбуждения волны λex. Аналогичным образом для выбросов, исходящие SPP будет наоборот Брэгг, разбросанных в соответствии с линией света и углы теперь представляют собой каналы возможных выбросов на выбросов волны λЭм. Однако, следует отметить, что как излучателей можно пару их энергию для векториального размножаемый ППУ с 
, имеет ту же величину 
но разных направлениях, ППУ может распадаться через различные комбинации (m, n) для дальнего поля следующее уравнение (1).
Используя уравнение модели курса и временной режим спаренных теория (CMT), находим что возбуждения курс Γex, т.е. скорость передачи энергии от ППУ для излучателей, могут быть выражены как9,12,13
(2)
где η — коэффициент выше прямого возбуждения при отсутствии входящих ППУ, Γмалыш это общий распад скорость входящего ППУ 
в котором Γabs и Γrad являются омического поглощения и радиационные распад темпы ППУ, и 
является коэффициент мощности фотолюминесценция с и без входящего ППУ. С другой стороны муфта скорость Γc, то есть скорость передачи энергии от излучателей в ППУ, может быть записана как:
(3)
где Γr – ставка прямых выбросов, 
это соотношение мощности фотолюминесценция между αй SPP опосредованной распада и прямые порты, и Γradα и Γмалыш радиационное воздействие распада ставки для портай α и уровень общего распада. Мы увидим, что, хотя все тарифы SPP распада могут быть измерены отражательной спектроскопии, коэффициент мощности выбросов может определяться фотолюминесценция спектроскопии. Подробная информация о формулировки можно найти в справочных9,10.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. Установка вмешательства литографии
Примечание: Вмешательство литографии используется для изготовления периодических массивы12. Схема установки, как показано на рисунке 1, строится следующим образом:
- Фокус 325 Нм лазер из HeCd многомодовые лазерные 13 X УФ объектива и пройти его через отверстие 50 мкм основе пространственного фильтра для режима очистки.
- Место два ирисы 2,5 см диаметр 30 см друг от друга для дальнейшей фильтрации в центральной части дивергенция света. После второго радужки диаметр пучка равен 2,5 см и очень медленно увеличивается с расстоянием, которое < 3 см на расстоянии 1 м от второго Ирис. Предполагается, что свет может быть почти коллимированного.
Примечание: Вывод из второй Ирис должна быть единообразной, когда проверяются невооруженным глазом. - Стир коллимированном пучке к Ллойд зеркало интерферометра. Lloyd's установки содержит держатель образца на основе призмы и 5.04 см зеркало расположены перпендикулярно его. Прямого и отраженного истолкования вместе создать стабильные стоячей волны вдоль поверхности образца для патронирования. Призму действует как просветляющим устройства.
Примечание: Период P стоячей волны может быть записана как:
, где λ = 325 Нм и α-это инцидент угол относительно нормальный образец, как показано на рисунке 1. Вращая Ллойда установки могут быть настроены инцидента угол.
, где λ = 325 Нм и α-это инцидент угол относительно нормальный образец, как показано на рисунке 1. Вращая Ллойда установки могут быть настроены инцидента угол.2. периодические массив подготовка
Примечание: Образец готовится в соответствии со стандартной процедурой, предложенная производителем. Все процедуры выполняются при комнатной температуре.
- Используйте 1 см2 стеклянной подложке. Чистое стекло с метанолом и ацетон для 10 мин в ультразвуковой ванне и предварительно испечь на горячей плите на 200 ° C в течение 1 ч для удаления грязи.
- Спин пальто стеклянной подложке с 5 Нм толщиной адгезионный слой и 100 Нм толщиной негативные Су-8 фоторезист с двух скорость отжима coater.
- Разбавить фоторезиста Су-8 с гамма-бутиролактон в соотношении 1:5 (v/v), так что можно контролировать толщину около 100 Нм после отжима покрытие.
- Отказаться от 3-5 капель (0,2 мл) раствора адгезии на стеклянной подложке и отжима 600 об/мин за 10 сек и 3600 об/мин за 1 мин, последовательно.
- Повторите шаг 2.2.2 с 5-7 (0,3 мл) капли разреженных Су-8 от шага 2.2.1 с одинаковой скоростью.
Примечание: Адгезионный слой улучшает адгезию между стеклянной подложке и фоторезиста, так что, фоторезиста не будет шелушиться во время разработки. Толщина слоя Су-8 контролируется концентрация и скорость отжима-нанесения покрытий.
- Prebake образец на 65 ° C до 95 ° C плитой за 1 мин. Здесь не рекомендуются печи.
- Передать образец призмы в интерферометра. Добавить каплю преломления соответствия нефти (n = 1,45) приложить образец на призму. Поместите его как можно ближе к зеркало как можно скорее.
Примечание: Образец прилагается на поверхности призмы вследствие поверхностного натяжения нефти. Индекс преломления нефти выбирается быть таким же, как Призма и стеклянные подложки для ликвидации обратно отражение от вмешательства. - Для двумерных квадратную решетку предоставляют пробы дважды с помощью же выдержка но ортогональных направлениях; то есть предоставить образец и затем повернуть его на 90° для второй экспозиции. Когда фоторезиста подвергается 325 Нм свет, он сшивки и не могут быть распущены разработчиком Су-8.
Примечание: Диаметр D массива можно управлять путем корректировки времени экспозиции. - Крепко испечь образца на 65 ° C до 95 ° C на 2 мин для предотвращения растрескивания фильм.
- Погрузите весь образец в разработчика для 2 мин при постоянном помешивании распустить неэкспонированные области.
- Погрузите образец в изопропиловый спирт за 1 мин смыть остатки и затем высушить сжатым воздухом. Затем производится в массив nanohole.
3. золото фильм осаждения и излучателя покрытие
- Прикрепите образец для держателя образца радио частоты магнетронного распыления осаждения системы с двухсторонней ленты для осаждения пленок Au.
- Насос вниз палате 2 x 10-6 Торр базовый давления с помощью турбомолекулярный насос и заполните его с 6 x 10-3 Торр ультра-высокой чистоты газа Ar обратно.
- Использовать цель Au 99,9% диаметр 5 см и место затвора между образцом и целевой объект. Использование низкой мощности (50 Вт) уменьшить скорость осаждения и шероховатость поверхности. С затвор закрыт, предварительно распыления целевой для 10 мин для удаления грязи.
- Откройте затвор для процесса осаждения при комнатной температуре в течение 20 мин. Пленка толщиной 100 Нм регулярно хранение чтобы оптически толщиной не передачи плазмонных системы.
- После того, как образец будет готов, спин пальто светоизлучающих материалов, таких как органические красители или квантовых точек на поверхности металла в форме тонкий слой диэлектриков.
- Для стириловых 8 краситель, используемый в ссылка9растворяют 20 мкг стириловых 8 и 500 мкг полимера поливиниловый спирт (PVA) в 5 мл метанола.
- Обойтись 3-5 капель (0,2 мл) раствора красителя на образце и последовательно спина на 600 rpm для 10 s и 3600 об/мин за 1 мин. Толщина составляет 80 Нм.
Примечание: Вода растворимых и нерастворимых полимер может быть использован как закрепления материала в зависимости от типа излучающих материала. Однако полимер должна быть не эмиссионные так, что он не будет мешать фотолюминесценция измерений. Полимерные поливиниловый спирт (PVA) рекомендуется для растворения водорастворимых красителей, например родамин 6 G и стириловых 8.
4. отражательная способность измерения для определения ставок распада SPP
Примечание: Решена поляризации и угол отражения спектроскопии показана на рисунке 2. Он состоит из гониометр с трех этапов ротации для самостоятельно изменять ориентацию образца (этап 1) и угол обнаружения (этап 2), а также образец азимутальный угол (этап 3).
- Используйте широкополосный белый свет от лампы кварцевые в качестве источника света. Сначала пара его для многомодового волоконно расслоение и затем collimate парой коллинеарных лицом к лицу объективов (5 X и 60 X). Осветить луч света на образце под разными углами инцидента, изменив ориентацию образца. Место пару инцидента поляризатор и обнаружения анализатор до и после образца для измерения поляризации зависимых.
Примечание: Лицом к лицу цели действовать как система объектива, collimates и расширяет белого источника света от многомодового волокна. - Используйте многомодовое волокно для сбора зеркального отражения от образца, который подключен к спектрометр и CCD детектор для спектроскопии.
- Совместите установки тщательно, чтобы обеспечить, как этап ориентации образца, так и обнаружения вращения этапов концентрические, т.е., лежат на их оси вращения.
- Калибровка установки с плоской Au пленкой. Измерение спектров отражения под различными углами инцидента и сравнить их с теоретическом осмыслении спектры, вычисляемая уравнений Френеля с помощью известных Au диэлектрической функции. Двух наборов данных должны согласовываться с менее чем 5% ошибок.
- Когда все готово, измерьте линейно поляризованной, p или s, спектры отражения образца под разными углами инцидента. Размер шага инцидента угла 0,5 ° и волны резолюции 0,66 Нм. Собирать спектры под несколькими углами инцидента, управляющая программа написана для автоматизации, включая механическое движение затвора контроля, сбора данных, вычитание фона, и т.д.
Примечание: Этот шаг делается вычислений. Программа доступна по запросу. Пожалуйста, отправьте письмо автору соответствующий исходный код при необходимости. - Контур участок отражательной против волны и инцидент угол для получения отношения дисперсии плазмонных системы для определения ставок режим идентификации и распада.
Примечание: Образец азимутальный угол является найти позиции в зоне Бриллюэна. Например для образца квадратную решетку, вращайте образец azimuthally так, что один из его периодов параллельна плоскости инцидента и это определяет направление Γ-X. Поворот на 45° для определения направления Γ-M образца. - Если инцидент поляризованных установлен на 45° относительно плоскости инцидента и анализатор-45 °, измерения ортогональных, или кросс поляризация, отражательной сопоставления.
- Извлеките p поляризованных и ортогональных отражения спектры и подходят им с помощью CMT9,12,13, как описано в дискуссии с целью определения ставок распада ППУ.
5. Фотолюминесценция измерения для определения выбросов коэффициент мощности
Примечание: Угол и поляризации решены фотолюминесценция показана на рисунке 3.
- Замените широкополосных источник света с 514 Нм иона аргона или 633 нм HeNe лазер. Использовать фильтр линия лазера с полной ширины половины максимальной (FWHM) менее 5 Нм для очистки лазер спектрально и место Полуволновые пластины для контролировать состояние поляризации лазерного луча. Гониометр и детектирования остаются неизменными. Место узкополосный режекторный фильтр до детектирования для удаления линии лазера, который хоронит люминесценции.
Примечание: Длина волны лазера зависит от типа излучающих материалов. Более высокие энергии фотона требуется возбудить материал с короче длина волны излучения. - Чтобы измерить коэффициент мощности выбросов для уравнение (2) и (3), проведение двух видов измерений: обнаружение и инцидент сканирования. Взаимодействие между инцидентом и обнаружения сканирует помогать в определении
, 
, 
, и 
. - Для инцидента сканирования постоянно меняют инцидента угол, но исправить обнаружения угол относительно нормальной выборки.
Примечание: Этот шаг делается вычислений. Эта конфигурация селективно возбуждает входящие ППУ, которые являются инцидента угол зависимых, контролируя изменения выбросов согласно выбранной обнаружения угол. Другими словами выбросов увеличивается, когда инцидент угол соответствует этапа сопоставления уравнение в уравнение (1).- Контур участок спектры фотолюминесценции против волны и инцидент угол для сопоставления инцидента сканирования. Измерить сопоставления для обнаружения различных углов, но относительной интенсивности находятся то же самое. Таким образом, инцидент сканирования зонды эффект входящие ППУ на выбросы или просто повышение возбуждения, который позволяет нам оценить и .
- Контур участок спектры фотолюминесценции против волны и инцидент угол для сопоставления инцидента сканирования. Измерить сопоставления для обнаружения различных углов, но относительной интенсивности находятся то же самое. Таким образом, инцидент сканирования зонды эффект входящие ППУ на выбросы или просто повышение возбуждения, который позволяет нам оценить
- Для обнаружения сканирования исправить инцидента угол относительно образца нормально, но меняют угол обнаружения.
Примечание: Этот шаг делается вычислений.- Аналогичным образом контур участок спектры фотолюминесценции с длиной волны и обнаружения угол обнаружения сканирования картирования урожайности. Как SPP выбросов возникает от излучения демпфирования ППУ, выбросов является сильно угол обнаружения зависимых. Таким образом под постоянн возбуждением, выбросов увеличивается, когда угол обнаружения выполняет уравнение (1). Эта конфигурация датчиков повышение выбросов и позволяет нам определить й для различных α, пока он имеет четко обнаружения угол зависимость.
- Аналогичным образом контур участок спектры фотолюминесценции с длиной волны и обнаружения угол обнаружения сканирования картирования урожайности. Как SPP выбросов возникает от излучения демпфирования ППУ, выбросов является сильно угол обнаружения зависимых. Таким образом под постоянн возбуждением, выбросов увеличивается, когда угол обнаружения выполняет уравнение (1). Эта конфигурация датчиков повышение выбросов и позволяет нам определить
, 
, 
, и 
.Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
В врезные рисунок 4a8приведен пример массива периодические Au. Плоскости SEM изображение показывает, что образец является массив круглое отверстие 2D квадратную решетку с периодом 510 нм, отверстие глубиной 280 Нм и отверстие диаметром 140 Нм. P поляризованных отражательной сопоставления, принятых в направлении Γ-X показан на рисунке 4a. Прерывистая линия рассчитывается на этапе сопоставления уравнение уравнение (1), показывая, что (m = -1, n = 0) ППУ рады.
Когда поляризатор и анализатор установлены в ортогональных позиций, соответствующее сопоставление отражательной показан на рисунке 4В. Мы видим, что сопоставление практически идентичен линейного поляризованного сопоставления за исключением фон теперь становится равным нулю, как безрезонансной отражение удаляется анализатором. Кроме того профили отражательной изменяются от провалов вершины как только SPP излучения демпфирования остается после удаления фона.
В самом деле дисперсия отношение является хорошим инструментом для изучения SPMF. При условии возбуждения волны-700 Нм, входящие SPP будет создаваться углом инцидента 19° и они будут взаимодействовать с излучателями, если совпадает с их полосами поглощения. С другой стороны, SPP выбросов будет обнаружен инцидент углом 23° Если выбросов происходит в 730 Нм. Таким образом SPP резонансы позволяют нам возбуждают входящие ППУ для увеличения возбуждения и найти исходящие ППУ для повышения выбросов.
Мы спина пальто CdSeTe квантовой точки легированных полимер ПВА на массив10. Рисунок 5А и 5b отображения p поляризованных и ортогональных отражательной сопоставления принятых вдоль вдоль оси Γ-X, показаны (-1,0). Рисунок 5 c и 5 d показывает, что соответствующий инцидент фотолюминесценция и обнаружения сканирования сопоставления, принятыми на обнаружение и инцидент углы 0 ° и 0 °, соответственно. Лазерная волны λex -633 нм. В самом деле, в соответствии с сопоставлением отражательной способности, мы видим, что сильные выбросов происходит под углом инцидента 18,5 ° где входящие (-1,0) ППУ рады. С другой стороны от обнаружения сканирования, сильное сходство между отражательной способности и фотолюминесценции проверяет, что выбросы усиливаются при возбуждении исходящих ППУ.
Определение возбуждения и муфты ставки требует SPP распада ставки и фотолюминесценции мощность соотношениях10. Для определения цены на распад в 633 нм вдоль оси Γ-X, p поляризованных и ортогональных отражательной спектры, извлеченные из Рисунок 5А и 5b показаны на рисунке 6a. P поляризованных спектр показывает Fano как профиль, который можно охарактеризовать как 
, гдеp является нерезонансном отражательной и ωSPP резонансных Фотонная энергия, тогда как следует ортогональных коллегой 
, участие в выставке Псевдоримановом lineshape12. Затем они лучше оснащены и цены всего и радиационное воздействие распада, Γмалыш и Γrad, 95,08 и 27.15 МэВ (с h).
С другой стороны коэффициент мощности фотолюминесценция получается следующим образом. От падающего сканирования на рис. 5 c, профиль выбросов на выбросов волны λет = 690 нм, где находит прямых выбросов, добывается в рисунке 6b. Коэффициент мощности 
, которая определяется как прямых выбросов с и без входящего ППУ, просто это интенсивность на 18,5 °, деленное на плоском фоне (6.896). 
потом определено как 574.04 МэВ.
С другой стороны уровень сцепления является выбросов зависит от длины волны. Длина волны излучения на 690 нм выбирается в качестве примера. Общая и радиационное воздействие распада, Γмалыш и Γrad, введены 60,06 и 17.12 МэВ (с h), соответственно. Профиль сканирования обнаружения извлекается из Рисунок 5 d и отображены на рисунке 6 c. Коэффициент мощности 
определяется как (-1,0) выбросов SPP разделены полупространство прямых выбросов, при условии, что образец не передач. Так как детектор охватывает Телесный угол ΔΩ ~3/7202 sr π, для феноменологичных поверхности, 
, где b следует фон в Рисунок 6 c как 
. С другой стороны 
дается как пик профиль, разделенных ΔΩ. В результате 
оказалась 0.805.
Рисунок 1 . Схематические вмешательства литографии. 325 Нм лазерный свет сосредоточены через пространственного фильтра и затем освещается на интерферометр зеркало Ллойда, где расположен образец. Стоячая волна формы вдоль поверхности образца для экспозиции. Вставка: схемы верхней и боковой вид образца завершено в разделе 2. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 2 . Решены поляризации и угол отражения спектроскопии. () схемы решена поляризации и угол отражения спектроскопии. Вращения этапов три используются для построения гониометра. Многомодовое волокно сочетании спектрометр и CCD датчик используется для обнаружения. Широкополосные белого источника света используется для измерения коэффициента отражения. (b) реальной жизни образ основную часть (тире черный ящик в ()) решена поляризации и угол отражения спектроскопии. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 3 . Схемы решена поляризации и угол спектроскопии фотолюминесценция. 514 или 633 нм лазер используется фотолюминесценция. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 4 . Отражательная способность сопоставления и выводятся распада ставки. () p поляризованных отражательной картирование Au массив принятых вдоль оси Γ-X. Прерывистая линия рассчитывается с помощью этапа сопоставления уравнение, показаны (-1,0) ППУ рады на различных длинах волн. Вставка: самолет-SEM изображение массива. (b) соответствующих ортогональных отражательной сопоставления, показывая что фон обнуляется и отражательные окунает теперь стали пиков. (c) участок Γмалыш и Γrad как функция длины волны. Результаты приводятся ссылки9. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 5 . Отражательная способность, инцидент и обнаружения сканирования сопоставления массива, покрытые CdSeTe квантовых точек приняты вдоль направления Γ-Х. () P поляризованных и (b) ортогональных отражательной сопоставления и соответствующие фотолюминесценции (c) инцидента и (d) обнаружения сканирования сопоставления на обнаружение и инцидент угол = 0 ° и 0 °, соответственно. Лазерная волны λex -633 нм. Результаты приводятся ссылки10. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Рисунок 6 . Представитель отражательной способности, инцидент и обнаружения профиль сканирования. () p поляризованных и ортогональных отражательной спектры вместе с лучшими подходит для определения Γмалыш и Γrad на 633 нм. (b) извлеченный (b) инцидента и (c) обнаружения профили сканирования. Результаты приводятся ссылки10. Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
В этом протоколе есть несколько важных шагов. Во-первых, Механическая стабильность имеет решающее значение в пробоподготовки. Стоячей волны, генерируемые Ллойда установки чувствителен к разность фаз между двумя балками освещения. Таким образом любые вибрации во время экспозиции будет деградировать единообразия и края резкости nanohole. Рекомендуется для работы в среде вибраций, например, оптический стол с вибрации изоляции поддерживает. Кроме того высокой мощности лазера также желательно свести к минимуму вибрации, как он уменьшает время экспозиции соответственно. Во-вторых Пинхол на этапе 1.1 должен быть выбран правильно. Размер отверстия должен быть достаточно небольшим, чтобы выполнить режим очистки на одной стороне и по-прежнему достаточно большой, чтобы передавать достаточную мощность для воздействия на другой стороне. Мы рекомендуем обскуры 50 мкм и 13 X цель для многомодовые лазерные HeCd. В-третьих отмечается, что форма псевдоримановом линии, ортогональные отражательной способности действителен только приp≈ rs, гдеp и rs являются безрезонансной отражения для p - и s поляризованных освещения12. Однако, для массива nanohole с взглянув инцидента угол или некоторые анизотропной metamaterials, нельзя игнорировать различие между rp и rs и дает результирующий коэффициент отражения 
, дает подъем к Фано lineshape.
Таким образом этот протокол описывает метод для определения возбуждения и муфты между излучателей света и ППУ от 2D металлический периодических массивы. Скорость измеряется угол и поляризации решены отражательной способности и фотолюминесценции спектроскопии, оба из которых являются частота домена методы. По сравнению с обычными методами время решена, этот метод не только дифференцирует возбуждения и распада процессы SPMF, которые не являются в большинстве флуоресценции расширение исследований, но и определяет показатели сцепления излучателей света для различные режимы СПП. Как раз решить методы только измерить общий срок службы излучателя и неспособны определить вклад от резонансных режимах, наш метод безусловно будет добавить значение в это поле, особенно, когда излучателей света находятся в комплексе резонансной системы. Для периодического плазмонных системы 
режим имеет четко распада направление, тогда как прямых выбросов, как предполагается, изотропным. Их различия в выбросах направлении порождают режим идентификации. Как направленного выбросов является универсальной поведение наноматериалов, такая дифференциация может легко расширен для других резонансных систем как metamaterials и фотонных кристаллов. Мы ожидаем этот техника быть благоприятной технологии для изучения флуоресценции повышение между излучателей света и резонансной полости.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Авторы заявляют, что они не имеют никаких финансовых интересов.
Acknowledgments
Это исследование было поддержано китайского университета Гонконга через прямые гранты 4053077 и 4441179, RGC конкурентных целевые субсидии на проведение исследований, 402812 и 14304314 и площадь от совершенства AoE/P-02/12.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| SU-8 | MicroChem | SU-8 2000.5 | |
| Adhesion solution | MicroChem | Omnicoat | |
| SU-8 Thinner (Gamma-Butyrolactone) | MicroChem | SU-8 2000 Thinner | |
| SU-8 Developer | MicroChem | SU-8 Developer | |
| Spin Coater | Chemat Technology | KW-4A | |
| HeCd laser | KIMMON KOHA CO., LTd | IK3552R-G | |
| Shutter | Thorlabs | SH05 | |
| Objective for sample preparation | Newport | U-13X | |
| Pinhole | Newport | PNH-50 | |
| Iris | Newport | M-DI47.50 | |
| Prism | Thorlabs | PS611 | |
| Rotation stage for sample preparation | Newport | 481-A | |
| Supttering Deposition System | Homemade | ||
| Rotation Stage 1 | Newport | URM80ACC | |
| Rotation Stage 2 | Newport | RV120PP | |
| Rotation Stage 3 | Newport | SR50PP | |
| Detection arm | Homemade | ||
| Quartz lamp | Newport | 66884 | |
| Fiber Bundle | Newport | 77578 | |
| Objective for measurement | Newport | M-5X & M-60X | |
| Polarizer & Analyzer | Thorlabs | GT15 | |
| Multimode Fiber | Thorlabs | BFL105LS02 | |
| Spectrometer | Newport | MS260i | |
| CCD | Andor | DV420-OE | |
| 514nm Argon Ion Laser | Spectra-Physics | 177-G01 | |
| 633nm HeNe Laser | Newport | R-32413 | |
| CdSeTe quantum dot | Thermo Fisher Scientific | q21061mp | |
| Polyvinyl alcohol polymer (PVA) | SIGMA-ALDRICH | 363073 | |
| Control program | National Instruments | LabVIEW |
References
- Okamoto, K., et al. Surface-plasmon-enhanced light emitters based on InGaN quantum wells. Nature Materials. 3 (9), 601-605 (2004).
- Akselrod, G. M., et al. Leveraging Nanocavity Harmonics for Control of Optical Processes in 2D Semiconductors. Nano Letters. 15 (5), 3578-3584 (2015).
- Gontijo, I., et al. Coupling of InGaN quantum-well photoluminescence to silver surface plasmons. Physical Review B. 60 (16), 11564 (1999).
- Huang, K. C. Y., et al. Antenna electrodes for controlling electroluminescence. Nature Communications. 3, 1005 (2012).
- Atwater, H. A., Polman, A. Plasmonics for improved photovoltaic devices. Nature Materials. 9 (3), 205-213 (2010).
- Anker, J. N., et al. Biosensing with plasmonic nanosensors. Nature Materials. 7 (6), 442-453 (2008).
- Chen, Y., et al. Excitation enhancement of CdSe quantum dots by single metal nanoparticles. Applied Physics Letters. 93 (5), 053106 (2008).
- Birowosuto, M. D., Skipetrov, S. E., Vos, W. L., Mosk, A. P. Observation of Spatial Fluctuations of the Local Density of States in Random Photonic Media. Physical Review Letters. 105 (1), 013904 (2010).
- Cao, Z. L., Ong, H. C. Determination of coupling rate of light emitter to surface plasmon polaritons supported on nanohole array. Applied Physics Letters. 102 (24), 241109 (2013).
- Lin, M., Cao, Z. L., Ong, H. C. Determination of the excitation rate of quantum dots mediated by momentum-resolved Bloch-like surface plasmon polaritons. Optics Express. 25 (6), 6029-6103 (2017).
- Nikolaev, I. S., Lodahl, P., Driel, A. F. V., Koenderink, A. F., Vos, W. L. Strongly nonexponential time-resolved fluorescence of quantum-dot ensembles in three-dimensional photonic crystals. Physical Review B. 75 (11), 115302 (2007).
- Cao, Z. L., Lo, H. Y., Ong, H. C. Determination of absorption and radiative decay rates of surface plasmon polaritons from nanohole array. Optics Letters. 37 (24), 5166-5168 (2012).
- Haus, H. A. Waves and Fields in Optoelectronics. , Prentice-Hall. Englewood Cliffs, N.J. (1984).
