偏振二次谐波扫描成像系统下 Au 与 Ag 纳米棒 SHG 强度差异对比研究

在前面三期中，我们连续展现了华中科技大学韩俊波教授课题组在SHG上的出色工作，从本期开始，我们开始做一些基础性的讨论。

本期是第一期：Au和Ag纳米棒的SHG强度差异有哪些？

1. SHG强度比较：

•  Ag纳米棒混合结构：在所有测试的纳米棒混合结构中，Ag纳米棒混合结构的SHG强度是最高的。这主要是因为银（Ag）在可见光和近红外区域具有非常强的表面等离子体共振（SPR）效应，能够显著增强局域电场，从而提高SHG的效率。

• Au纳米棒混合结构：Au纳米棒混合结构的SHG强度相对较低。尽管金（Au）也具有较强的SPR效应，但其增强*果通常不如银（Ag）显著。因此，Au纳米棒混合结构的SHG强度明显低于Ag纳米棒混合结构。

• Au–Ag–Au纳米棒混合结构：Au–Ag–Au纳米棒混合结构的SHG强度介于Au和Ag纳米棒混合结构之间。这种结构结合了Au和Ag的特性，虽然其SHG强度不如纯Ag纳米棒混合结构高，但仍然显著高于纯Au纳米棒混合结构。这表明，通过合理设计纳米结构，可以实现对SHG强度的有效调控。

2. 影响因素分析：

• 表面等离子体共振（SPR）：SPR效应是影响SHG强度的关键因素。Ag的SPR效应在可见光和近红外区域非常强，能够显著增强局域电场，从而提高SHG的效率。相比之下，Au的SPR效应虽然也较强，但通常不如Ag显著。

• 纳米结构设计：纳米结构的设计对SHG强度也有重要影响。例如，Au–Ag–Au纳米棒混合结构通过在Au和Ag之间引入界面模式，进一步增强了局域电场，从而提高了SHG强度。这种结构设计可以有效利用Au和Ag的协同效应，实现对SHG强度的优化。激发条件：激发光的波长、偏振状态和入射角度等条件也会影响SHG强度。例如，p偏振激发通常能够更有效地激发SPR模式，从而提高SHG强度。在本文中，作者通过调整激发光的偏振状态和入射角度，优化了SHG信号的强度。

结论：

总体而言，Ag纳米棒混合结构的SHG强度最高，Au纳米棒混合结构的SHG强度最低，而Au–Ag–Au纳米棒混合结构的SHG强度介于两者之间。这种差异主要归因于Ag和Au的SPR效应以及纳米结构设计的不同。通过合理设计纳米结构和优化激发条件，可以有效调控SHG强度，实现对非线性光学特性的优化。