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请认真阅读文章，按照每道题的要求作答。 表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons，SPPs)是光和金属表面的自由电子相互作用所引起的一种电磁波模式，或者说是在局域金属表面的一种自由电子和光子相互作用形成的混合激发

admin2018-11-22  34
问题 请认真阅读文章，按照每道题的要求作答。   
    表面等离子体激元(Surface Plasmon Polaritons，SPPs)是光和金属表面的自由电子相互作用所引起的一种电磁波模式，或者说是在局域金属表面的一种自由电子和光子相互作用形成的混合激发态。它既具有光子学的速度，又具有电子学的尺度，能够在亚波长结构中对光进行约束和操控，被喻为目前最有希望的纳米集成光子器件的信息载体。目前，SPPs光波导、亚波长孔径的增强透过现象以及光控高速光开关从实验和理论上都得到了广泛的论证。伴随着纳米科技的蓬勃发展，许多有趣的表面等离子体光学器件不断向前推进，在各个领域发挥着越来越重要的作用。
    随着科学技术的进步和纳米技术的飞速发展，制作本身尺度小于表面等离子激元传播长度的器件成为可能，表面等离子激元就有了用武之地。要利用表面等离子激元作为光波导，可以通过一定的亚波长结构来实现。表面等离子体激元纳米激光器就是利用表面等离子体激元的特性，制作一些金属的纳米结构，可以使光子耦合成为表面等离子体激元，并限制在纳米尺度的金属表面，从而极大地压缩电磁场在空间上的分布尺度。该理论为实现纳米激光器提供了理论基础。
    北京大学马仁敏研究员和戴伦教授合作，实现了一种新型激光增强表面等离激元探测技术。这种新型探测技术的强度探测品质因子比传统的表面等离激元(SPR)探测器高400倍左右。同时成本低，尺寸仅为微米量级，在一根头发丝的端面上即可制备数以千计的探测器。
    “该探测器所具有的极高灵敏度、低成本和小体积的特点可能会使其在疾病的早期诊断、公共场所的安全监测和环境食品卫生等领域发挥重要的作用。”马仁敏说。
    表面等离激元是一种局域在金属介质界面的局域电磁模式，通过将光频段的电磁波与贵金属中的自由电子的振荡耦合，将电磁场的能量限制在很小的尺度内，其振荡频率对周围环境非常敏感。通过探测由周围折射率变化引起的筝离激元共振模式的变化形成的表面等离激元探测器是一种实时和不需要荧光标记的新型探测器。近20年以来，其在疾病诊断、生物化学研究与应用和环境监控等领域取得了非常大的成功。
    马仁敏说，用于产生等离激元共振的金属中自由电子的振荡所带来的欧姆损耗在传统的等离激元探测器中不可避免，从基本物理原理上来讲，是进一步提高探测器灵敏度的障碍。马仁敏研究小组将激光原理引入到了表面等离激元探测器中，利用激光中的受激辐射光放大补偿了欧姆损耗，在前期气相超灵敏爆炸物检测的基础上实现了液相激光增强表面等离激元(LESPR)探测器。
    新的探测器主要包括金属层和增益介质层，增益介质层形成在金属层上；在增益介质层和金属层的界面上形成表面等离激元模式，此模式由增益介质层的边界限制从而形成表面等离激元激光腔；待测液体覆盖在增益介质层上；激发光经过待测液体入射至增益介质层，增益介质在激发光的泵浦下产生受激辐射，经由激光腔反馈放大产生表面等离激元激光，该表面等离激元激光的波长和强度与待测液体的折射率有关。
    在实验中应用了戴伦教授合成的发光波长在700钠米左右的硒化镉纳米晶体作为增益材料，其发光波长正好位于生物组织和水散射和吸收较小的700纳米到900纳米的窗口波长。相比于通常应用于等离激元激光中的金属银，他们使用了金。
    “金虽然具有较高的欧姆损耗，但其化学性质远比银稳定，适合应用于生物和其他复杂环境的应用。”戴伦教授说。
    在实验中，除了预期的激光效应补偿欧姆损耗使得等离激元共振的谐振线宽显著变窄以外，他们还发现激光增强表面等离激元探测器具有传统表面等离激元探测器所不具有的高斯光谱线型和无背景辐射的优点。
    “这些特点使激光增强表面等离激元探测器具有高达84000的强度探测品质因子，比传统的表面等离激元探测器的强度探测的品质因子高400倍左右。”马仁敏说，“同时，因为使用了微腔效应，整个激光增强表面等离激元探测器的尺寸仅为微米量级，在一根头发丝的端面上即可制备数以千计的探测器，具有低成本、小型化、规模化集成的优点。”
    (摘自《科技日报》，2016年3月4日，第12版)
    根据文章，回答下列问题：
根据材料，简述马仁敏研究员所介绍的液相激光增强表面等离激元探测器的原理。
要求：紧密结合材料，提炼观点，不超过150字。
选项
答案液相激光增强表面等离激元探测器主要包括金属层和增益介质层，在二者界面上形成表面等离激元模式并形成表面等离激元激光腔，激发光经过待测液体入射至增益介质层，增益介质产生受激辐射，经由激光腔反馈放大产生波长和强度与待测液体的折射率有关的表面等离激元激光。
解析
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