现代光子学系列译丛·等离激元学：基础与应用 [Plasmonics Fundamentals And Applications Stefan Alexander Maier] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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张彤，王琦龙，张晓阳 等 译

图书标签:

• 光子学
• 等离激元
• Plasmonics
• 纳米光学
• 材料科学
• 物理学
• 电磁学
• 光学
• 应用物理
• Stefan Maier

出版社： 东南大学出版社

ISBN：9787564154646

版次：1

商品编码：11698947

包装：平装

丛书名： 现代光子学系列译丛

外文名称：Plasmonics Fundamentals And Applications Stefan Alexander Maier

开本：16开

出版时间：2014-12-01

用纸：胶版纸###

内容简介

　　等离激元学作为纳米光子学的重要组成部分，是目前极具发展前景的研究领域之一。它主要研究限制在光波长量级（或小于光波长）的电磁场，以及在金属界面或微纳金属结构中电磁辐射和传导电子的相互作用过程，这种相互作用将导致亚波长尺寸的光学近场增强。《现代光子学系列译丛·等离激元学：基础与应用》涵盖了等离激元学科的基本理论和应用方向，分为两个部分：第一部分从经典电磁场理论的基本描述开始，讨论了导电材料的特性，详细描述了可见光区域的表面等离极化激元和局域表面等离激元，以及低频下的表面电磁波模式；第二部分主要介绍了该学科的应用方向，包括等离激元波导，用于光透射增强的小孔阵列，以及各种几何形状的表面增强传感结构，最后，对金属超材料进行了简要的描述。
　　《现代光子学系列译丛·等离激元学：基础与应用》可供高等院校光学、物理电子学、凝聚态物理学和微纳光子学等方向的理工科研究生阅读或作为教材使用，也可供相关领域的科技工作者阅读。

作者简介

　　张彤，东南大学电子科学与工程学院教授，博士生导师。2005年入选教育部“新世纪优秀人才支持计划”，主要研究领域包括等离激元学、纳米光子学、微纳光电集成器件及系统、光学惯性传感器件技术等领域。2007年3月至2008年2月作为“华英学者”前往美国哈佛大学应用科学学院（SEAS）纳米光子学实验室访问学习一年，期间主要从事等离激元学方面的研究工作。是国内较早开展表面等离激元研究的学者之一，并在该领域取得了较为丰富的研究成果。围绕金属表面等离激元波导的亚波长光传输特性，高局域光强密度特性等，提出了多种具有显著创新意义的新器件和新波导结构，在金属纳米光学材料及薄膜的可控制备和光学特性方面开展了众多研究，报道了多种纳米材料合成技术，如纳米树枝、纳米链等，研究了金属等离激元功能薄膜的化学自组装制备技术，并应用在光伏、光学传感等领域。研究成果发表在国际光子学领域的高水平学术期刊上，并多次被国际同行引用和评价。先后承担国家自然科学基金项目、教育部博士点基金项目、国防创新项目、国防预先研究项目、预研基金项目、国防863项目等共20余项科研项目。发表论文50余篇，授权美国发明专利4项，授权中国发明专利25项，授权中国实用新型专利近10项。

目录

第一部分 等离激元学基础
第1章 金属电磁学
1.1 麦克斯韦方程组与电磁波传播理论
1.2 自由电子气的介电函数
1.3 气态自由电子的色散特性和体等离激元
1.4 实际金属和带间跃迁
1.5 金属中电磁场能量
第2章 金属／绝缘体界面上的表面等离极化激元
2.1 波动方程
2.2 金属／介质单界面上的表面等离极化激元
2.3 多层体系中的表面等离极化激元
2.4 能量约束和有效模式长度
第3章 二维界面上表面等离极化激元的激发方式
3.1 带电粒子轰击下的表面等离极化激元激发
3.2 棱镜耦合
3.3 光栅耦合
3.4 利用强聚焦光束实现激发
3.5 近场激发
3.6 适用于与传统光子元件集成的耦合方案
第4章 表面等离极化激元传输成像技术
4.1 近场光学显微技术
4.2 荧光成像
4.3 泄漏辐射
4.4 散射光成像
第5章 局域表面等离激元
5.1 亚波长金属颗粒的标准模型
5.2 米氏理论
5.3 超越准静态近似和等离激元寿命
5.4 实际颗粒：颗粒等离激元成像
5.5 局域等离激元间的耦合
5.6 空洞等离激元和金属纳米壳
5.7 局域等离激元与增益介质
第6章 低频电磁表面模式
6.1 太赫兹频段的表面等离极化激元
6.2 波纹表面上的人工表面等离极化激元
6.3 表面声子极化激元

第二部分 等离激元学应用
第7章 等离激元波导
7.1 用于表面等离极化激元传输的平面元件
7.2 表面等离极化激元带隙结构
7.3 沿金属条带的表面等离极化激元传播
7.4 用于强束缚条件下导波和聚焦的金属纳米线及纳米锥
7.5 狭缝与凹槽中的局域模式
7.6 纳米金属颗粒波导
7.7 增益介质的损耗补偿
第8章 小孔与薄膜的光辐射透射
8.1 亚波长小孔的衍射理论
8.2 亚波长小孔中的异常透射
8.3 基于输出端表面图形化的定向出射
8.4 单孔的局域表面等离激元和光透射
8.5 异常透射的新兴应用
8.6 无孔薄膜中的光透射
第9章 发射过程和非线性增强
9.1 表面增强拉曼散射基本原理
9.2 基于微腔场增强的表面增强拉曼散射
9.3 用于表面增强拉曼散射的结构
9.4 荧光增强效应
9.5 纳米金属结构的发光
9.6 非线性增强过程
第10章 光谱学与传感
10.1 单颗粒光谱
10.2 基于表面等离极化激元的传感器
第11章 超材料和表面等离极化激元成像
11.1 超材料和光频下的负折射率
11.2 理想透镜、成像和光刻
第12章 结论

参考文献

前言/序言

现代光子学系列译丛·等离激元学：基础与应用 图书简介 书名： 现代光子学系列译丛·等离激元学：基础与应用 原著作者： Stefan Alexander Maier 译者： （此处应填写实际译者姓名） 丛书名称： 现代光子学系列译丛 --- 引言：探索纳米尺度光物质相互作用的奥秘 《现代光子学系列译丛·等离激元学：基础与应用》是一部系统、深入探讨等离激元学这一前沿交叉学科的权威著作。本书旨在为光子学、纳米技术、材料科学以及物理学领域的科研人员、高级研究生和工程师提供一个全面且深入的理论框架与实践指导。等离激元学，作为连接光学、电子学与材料科学的桥梁，研究的是在金属或半导体界面的自由电子集体振荡（等离激元）与入射光场相互作用的物理现象。本书正是从基础原理出发，逐步构建起理解和利用这些亚波长光场增强和操控效应的知识体系。 本书的结构设计兼顾了理论的严谨性与应用的广泛性。它不仅详尽阐述了支撑等离激元现象的电动力学和量子力学基础，更聚焦于如何将这些基础知识转化为实际的纳米光学器件和高灵敏度传感技术。读者将能够清晰地把握等离激元从概念的诞生到前沿应用的完整脉络。 第一部分：等离激元学的理论基石 本书的开篇部分，聚焦于构建理解等离激元现象所需的坚实理论基础。 1. 经典电动力学与自由电子模型 首先，作者从麦克斯韦方程组出发，详细推导了在金属表面存在的表面等离激元极化（SPP）的本征特性。这部分内容深入剖析了Drude模型在描述贵金属（如金和银）低频响应中的适用性与局限性。读者将学习如何通过电磁场边界条件，推导出表面等离激元随传播距离衰减和波矢增大的特性，理解有效折射率和损耗机制。 2. 局域表面等离激元共振（LSPR）的量子与经典描述 本书随后转向更具工程实用价值的局域表面等离激元（LSPR）。通过解析和数值方法，详细分析了球形、棒状及其他复杂几何结构金属纳米颗粒上的LSPR。书中清晰区分了表面等离激元极化（SPP）的传播特性与局域表面等离激元（LSPR）的局域增强特性。对于LSPR的激发、共振波长调控（通过改变尺寸、形状和介质环境），以及其与入射光偏振和入射角的关系，均提供了细致的数学描述和物理图像。 3. 等离激元与光场的耦合机制 深入探讨了等离激元纳米结构如何作为“纳米天线”，高效地捕获、散射和局域电磁能量。这部分内容涵盖了偶极子、多极子辐射模式，以及近场能量密度的巨大增强效应。理解这些耦合机制是后续应用开发的关键。 第二部分：先进的实验技术与表征方法 为了将理论付诸实践，本书投入了大量篇幅介绍用于探测和操控等离激元现象的关键实验技术。 1. 激发与探测技术 详细介绍了如何利用棱镜耦合技术（如Kretschmann结构）实现表面等离激元极化（SPP）的激发和测量。对于局域表面等离激元（LSPR），则着重阐述了暗场散射光谱、透射光谱和反射光谱的原理。书中强调了如何通过精确控制实验参数（如入射角、偏振态）来优化共振信号。 2. 近场光学显微镜技术 本书特别强调了突破衍射极限的近场光学测量技术，这是研究等离激元纳米场强分布的“金标准”。内容涵盖了： 扫描近场光学显微镜（SNOM）： 重点介绍其探针设计、信号采集原理及其在成像亚波长电磁场分布方面的优势与挑战。 开孔远场增强技术： 讨论如何利用增强的散射信号或拉曼信号进行间接的近场信息提取。 这些技术章节不仅描述了原理，还对不同实验装置的搭建要点、数据处理和误差分析提供了实践性指导。 第三部分：核心应用领域与前沿研究 等离激元学的强大之处在于其跨学科的应用潜力。本书的第三部分集中展示了该领域最具影响力和发展前景的应用实例。 1. 等离激元增强光谱技术 这是等离激元学最成熟的应用领域之一。书中全面介绍了表面增强拉曼散射（SERS）的机理，强调了“热点”区域的电磁场增强效应是信号提升的关键。同时，也探讨了表面增强荧光（SEF）和表面增强光电导（SEIR）技术在生物分子检测和催化研究中的应用。 2. 等离激元纳米传感与生物医学应用 等离激元传感器以其极高的灵敏度而著称。本书详细分析了基于SPP和LSPR的折射率传感原理，并展示了如何设计具有高品质因数（Q因子）的结构以提高传感极限。在生物医学领域，内容涉及： 光热治疗（PTT）： 利用金属纳米结构在近红外波段的强吸收特性，将其作为“纳米级热源”进行肿瘤消融。 靶向递送与成像： 讨论了如何利用等离激元结构与生物分子偶联，实现细胞水平的特异性标记和诊断。 3. 等离激元光电子学与信息技术 展望了等离激元在下一代光电子器件中的潜力，特别是在“光速”与“电速”之间的接口问题。内容包括： 等离激元波导与集成电路： 探索利用金属-介质界面传输光信号，以期实现比传统光纤更小的传输尺寸和更高的集成密度。 光电探测器与调制器： 如何利用等离激元共振效应提高光敏元件的响应速度和效率。 结语：未来的展望 本书最后一部分对等离激元学未来可能的发展方向进行了富有洞察力的讨论，包括从经典金属向半导体、拓扑绝缘体等新型材料的拓展，以及与量子技术（如单光子源、量子纠缠）相结合的前沿探索。 《现代光子学系列译丛·等离激元学：基础与应用》以其清晰的逻辑结构、严谨的理论推导和丰富的应用案例，成为该领域内一本不可或缺的参考书和学习指南，极大地推动了等离激元学研究的普及与深入。

评分☆☆☆☆☆

作为一名长期关注新型光学器件研发的技术人员，我一直在寻找一本能够系统梳理等离激元学从理论基石到实际应用的权威参考书。市面上的资料往往侧重于某一个应用方向，比如传感或者超分辨成像，但很少有能够将底层物理原理——比如德拜长度、表面等离激元极化激元的激发条件和传播特性——阐述得如此透彻的。我尤其关注书中是否详细讨论了局域表面等离激元共振（LSPR）的精细调控机制，以及如何利用纳米结构来管理光场。如果书中能够深入探讨不同材料体系（如贵金属、半导体甚至介电材料）中等离激元的特性差异，并辅以必要的数学推导来支撑结论，那这本书的价值就不可估量了。我希望阅读完后，能够立即将学到的知识应用到我们下一代超高灵敏度生物传感器的设计迭代中去，而不是停留在纯粹的学术探讨层面。这种实践导向的深度解读，才是专业书籍的精髓所在。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计确实让人眼前一亮，那种深邃的蓝色调配上流动的光影效果，立马就能抓住眼球。我记得当时在书店里被它吸引，立刻翻开了扉页。虽然我对光子学这个领域不算完全陌生，但“等离激元学”这个词汇听起来就带着一种前沿的神秘感。迫不及待地想看看作者是如何将那些看似抽象的物理概念，用清晰易懂的语言串联起来的。尤其是考虑到这是“现代光子学系列译丛”中的一本，我对它在深度和广度上的把握抱有很高的期待。我希望它能不仅仅停留在理论的罗列上，而是能通过扎实的案例和生动的图示，让我对微观尺度下的光与物质相互作用有一个全新的认知。阅读这类专业书籍，最怕的就是晦涩难懂，希望这本书的翻译质量也能对得起原著的水平，让这些尖端的知识能够顺畅地流淌进读者的脑海。从初步的印象来看，这本书的排版很舒服，字间距和行距都恰到<bos>。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我对于物理学原著的翻译版本总是抱有一种审慎的态度，毕竟很多专有名词的准确性直接决定了理解的偏差。这本书能够被选入一个知名的“译丛”，想必是经过了严格的筛选和审校的。我非常期待它能为我这个跨学科的研究者提供一座坚实的桥梁。我的背景偏向于材料科学，对光电转换的机制了解较多，但对纯粹的电磁场理论和量子光学交叉的部分略感吃力。因此，我希望这本书在引入等离激元学概念时，能像一位耐心的导师一样，先回顾必要的电磁理论基础，再逐步深入到纳米尺度下的耦合效应。理想的状态是，每一章的结尾都能有一个小结或者思考题，帮助读者巩固刚刚掌握的知识点，而不是一口气把所有的信息倾泻下来，让人消化不良。如果能提供丰富的图表来可视化那些复杂的矢量和场分布，那简直是锦上添花。

评分☆☆☆☆☆

我最近正在准备一个关于纳米光子学未来趋势的报告，等离激元学无疑是绕不开的核心议题之一。我希望这本书能够提供一个全面且与时俱进的视角，展示该领域最新的研究热点和技术瓶颈。比如，关于损耗问题（Ohmsic Loss）的抑制策略，以及如何将等离激元技术与先进的制造工艺（如电子束光刻或3D打印）相结合，实现大规模集成。如果作者能够批判性地评估等离激元技术在商业化应用中遇到的实际困难，例如稳定性、成本控制等问题，而不是仅仅描绘美好的前景，那么这本书的客观性和参考价值将大大提升。我更倾向于看到一种平衡的论述：既要赞美其潜力，也要清醒地认识到其局限性。这种成熟、不偏不倚的分析角度，是构建未来技术路线图所必需的。

评分☆☆☆☆☆

从阅读体验的角度来看，一本好的专业书应该具备结构上的逻辑性和渐进性。我期望这本书的章节划分是循序渐进的：从麦克斯韦方程组在特定边界条件下的应用开始，到单粒子散射理论，再过渡到复杂的介质结构中的集体振荡模式。我尤其关注它对“亚波长光操控”这一核心目标的论述深度。书中是否清晰地区分了等离激元学与传统的微纳光学（如光子晶体）在实现光限域上的异同点？此外，高质量的索引和详尽的参考文献列表也是我衡量一本专业书籍水准的重要标准。一个好的索引能让我快速定位到关心的特定公式或概念，而丰富的引用则能指引我去探索更深层次的研究文献。总而言之，我希望这本译著能成为我书架上那本经常被翻阅、标注密集的“工具书”，而不是束之高阁的装饰品。

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专业工具书，有参考价值

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好

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包装袋破损，图书边角有磨损！

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正品图书，值得信赖！

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非常不错，京东活动非常划算

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好书啊！！

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