برهم‌كنش نانومقياس اتم- پلاسمون در مرز جدايي لايه نازك طلا- بخار فلز قليايي

Nanoscale Atom-Plasmon interaction at Gold-Alkali vapor interface

امكان محصور كردن نور در ابعاد نانو در ساختارهاي پلاسموني، اثرهاي منحصربه‌فردي از جمله تقويت برهم‌كنش‌هاي نور-ماده را به همراه دارد. از اين تقويت مي‌توان به‌خوبي در سامانه‌هاي تشديدي جفت‌شده اتمي-پلاسموني بهره گرفت. در چنين سامانه جفت‌شده‌اي، تشديد پلاسموني پهن در مقابل تشديد اتمي باريك قرار گرفته و امكان طيف‌نگاري بازتابي با قابليت تفكيك ترازهاي اتم را فراهم مي‌سازد. در اين مقاله، با مدل‌سازي طيف بازتابي از لايه نازك طلا در مجاورت بخار فلز قليايي روبيديوم در هندسه كرشمن، تغيير شكل خطوط جذبي در طيف ترازهاي ساختار فوق‌ريز اتم بررسي شد. با تنظيم زاويه نور فرودي به نحوي كه بتوان فركانس تشديد مد پلاسمون-پلاريتون را نسبت به فركانس خطوط جذب تشديدي‌اتم تغيير داد، پديده‌هاي گذار القايي و همچنين، تشديد فانو در طيف بازتاب به‌روشني مشاهده شد.

Confinement of light at nanoscale dimensions in plasmonic structures has many advantages including enhanced light-matter interactions. This enhancement can be well utilized in resonantly coupled atomic-plasmonic systems. In such coupled resonant systems, broad plasmonic resonance in contrast to narrow atomic resonance gives rise to reflection atomic spectroscopy with high resolution. In this paper, the reflection from thin gold layer in the vicinity of the rubidium vapor in Kretschmann configuration was modeled and the modification of hyperfine structure of the atomic spectral lines were studied. By selecting the angle of incidence of light we could change the frequency of resonance of surface plasmon-polariton mode from the central frequency of atomic resonance lines, so the EIT and Fano resonance phenomena have been observed.