中文摘要：

本项目将SPP的特性、非线性光学材料以及纳结构增强的光学非线性效应结合起来，同时引入矢量光场，研究金属/介质复合纳米结构之SPP增强的光学非线性效应、非线性全光调控过程以及可能产生的一些新物理现象，考虑模式间的非线性耦合过程、基于模式色散特性的相匹配特点，建立能够精确处理表面等离激元结构(plasmonic structures)与非线性光学材料相结合的复合纳结构之非线性光学特性的理论分析和数值计算方法，以分析表面等离激元结构特征参数、SPP等对非线性光学过程及其全光调制的影响，非线性光学效应对光子操控的影响和规律等；同时发展有机聚合物非线性光学材料在纳米尺度上的填充技术,制备非线性有机聚合物复合表面等离激元结构。通过基于SPP的新机理、新结构研究，在纳米尺度上进行全光调控，发展新型纳全光器件，促进Nonlinear Palsmonis及微纳非线性光子学研究。

结论摘要：

该项目详细研究了金属/介质复合微结构中不同模式（传播的GPP模式与局域的MP模式、SPP腔模和局域模式、明暗模式、SPP与gap模式，等）间的耦合特性，模式间的耦合，使结构表现出更丰富的模式色散特性、更强非线性光学效应、光吸收及更好的（偏振耦合、Plasmonic Fano共振效应）光调控特点；建立了极子模型有效地描述了腔模和局域模之间的耦合过程，给出了腔模与纳米单元模式（量子点）相互耦合作用过程，为发展腔等离子体激元学提供了有效的基础平台；建立了描述表面等离激元结构(plasmonic structures)非线性过程以及有源激射特性的数值计算方法，可有效地分析SPASER (Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission of Radiation) 特性；对于金属-非线性光学材料复合结构，考虑非线性耦合过程，分析了其光学特性与其特征结构参数的关系，给出了表面等离子体共振微腔非线性理论的解析方程，分析了非线性金属跑道微腔的双稳特性；基于干涉、氧化铝孔阵列（AAO）模板以及空间结构光场，制备了各种复合表面等离激元复合纳结构，详细研究了结构以及矢量光场调控的荧光、SERS以及激射特性。其中，巧妙地用聚苯乙烯（PS）荧光小球做为间隔层，控制蒸镀时间、方向，可简单有效地调控gap、以及耦合方向；用AAO +PS荧光小球为模板蒸镀银膜，再参考石墨烯剥离的办法，剥离获得了银颗粒“天线”阵列复合的缺陷“腔”结构，可发展缺陷可控的表面等离激元纳腔制备技术，该研究对耦合结构的制备、发展定向天线结构及其复合结构调控的传感、发光、激射等具有意义；发展了表面等离激元结构耦合增强的荧光成像技术。该项目已发表学术论文9 篇SCI论文，其中9篇（Nanotechnology1篇， OL 1篇，OE 2篇，Plasmonics 3篇，PRE 1篇，OC 1篇）；国际会议文章3篇；申请发明专利1项，获批发明专利1项，获批实用新型专利1项。