天線是接收和輻射電磁場的工具🎈，具有非常廣泛的應用，在光學波段可以利用光學天線在納米尺度對光進行調控。

為了實現光與表面等離激元耦合的調控⛲️，張家森課題組的研究主要集中在光學縫隙納米天線，他們在對光學縫隙納米天線的共振特性進行詳細研究的基礎之上，由楊景博士等提出了利用非對稱光學縫隙納米天線對實現對光的耦合和輻射方向的調控。天線對由在金膜上製備的兩個不同長度的縫隙納米天線組成🧰，它們具有不同的共振波長🙅🏿‍♀️，同一頻率的電磁場入射到天線上將產生不同的相位，從而實現光與表面等離激元耦合中方向的調控。通過這種方法首先實現了表面等離激元的單向激發，消光比達到40以上🩹；同時實現了表面等離激元輻射光的方向的調控🏬。他們設計了一種顯示表面等離激元傳播方向的全光顯示器件📐，證明了這種結構在應用上的潛力。該項研究成果發表在《納米快報》上【Nano Letters 14, 704-709 （2014)】⛴。

為了獲得對圓偏振光的調控，他們還提出了L形光學縫隙納米天線，通過調節天線尺寸改變兩個垂直方向上偏振的不同模式的相位，可以獲得90度的相位差和相近的強度。當光入射到L形天線上時🌗，利用相位差使得天線上一個臂的激發強度為零🤘🏼，從而調控了激發表面等離激元的方向🧑🏻‍🍳；當傳播的表面等離激元入射到L形天線上時💆🏼‍♂️，可以輻射出圓偏振光。這些結果表面利用光學天線可以在納米尺度對光自旋進行有效的調控，為進一步實現納米光子學器件打下了基礎🧑🏻‍💼。該結果即將發表在光學領域的頂級刊物Laser & Photonics Reviews上（http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/%28ISSN%291863-8899）💇🏻。

上述研究工作得到了國家自然科學基金委及人工微結構和介觀物理國家重點實驗室的資助。

Fig. 1. SEM image of the designed plasmonic display device using optical slot nanoantenna array and the CCD images of the plasmonic display device when the surface plasmon polaritons (SPPs) propagated along four different directions. The white arrows on the top right corner of the CCD images show the SPP propagation directions. From Nano Letters 14, 704-709 (2014).

Fig. 2 Directional SPP launching using L-shaped optical slot nanotantennas. (a) SEM image of the experimental sample. (b) SEM image of the L-shaped optical slot nanoantenna array. (c) and (d) are CCD images of the scattering gratings for the left-circularly polarized and right-circularly polarized incident light, respectively. From Laser & Photonics Reviews (in press).