研究目的
研究AlGaAs纳米柱中二次谐波产生的全光超快控制。
研究成果
该研究表明，在AlGaAs纳米柱中实现二次谐波产生的全光调制具有显著潜力，观测到的二次谐波产率变化高达60%。包括猝灭和恢复时间在内的超快调制特性，为纳米尺度系统中非线性发射的光物理过程提供了深入见解，为应用于数据存储的纳米级非线性光子器件铺平了道路。
研究不足
该研究仅限于AlGaAs纳米柱以及泵浦光和二次谐波产生的特定波长。调制效率和恢复时间取决于纳米柱的尺寸及所涉及的共振模式。
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[2019年德国慕尼黑国际激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 2019.6.23-2019.6.27] 2019年欧洲激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - AlGaAs纳米柱中二次谐波产生的全光超快控制
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[2019年德国慕尼黑国际激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - 2019.6.23-2019.6.27] 2019年欧洲激光与光电会议暨欧洲量子电子学会议(CLEO/Europe-EQEC) - AlGaAs纳米柱中二次谐波产生的全光超快控制
DOI：10.1109/cleoe-eqec.2019.8872544
出版年份：2019
更新时间：2025-09-12 10:27:22
摘要：
全介质纳米光子学近期因其高介电常数介质纳米颗粒在可见光及近红外波段展现出可忽略的耗散损耗与强磁多极共振[1-4]而备受关注。我们近期报道了在氧化铝基底氮化镓铝纳米盘（Al0.18Ga0.82As-on-AlOx）中实现波长1554 nm处二次谐波转换效率超过10^-5（泵浦强度约1.6 GW/cm2，脉宽约150 fs，重复频率80 MHz）[5-7]。该卓越效率源于同时匹配泵浦光与二次谐波波长的磁电共振效应。此外，将泵浦光（因而二次谐波波长约777 nm）选择在材料带隙能量以下，有效抑制了泵浦光的双光子吸收与二次谐波再吸收。本文展示了二次谐波全光调制潜力：首先研究纳米天线在低于带隙能量（3.2 eV，405 nm波长）的低功率（<300 μW）连续激光共照下的二次谐波信号变化，观测到纳米天线二次谐波产率最大60%的调制（图1a展示变半径纳米柱阵列的二次谐波差分图，图1b显示整体强度（虚线）与半径相关的调制曲线（蓝实线）——小尺寸纳米柱（r=205 nm）在300 μW连续泵浦下二次谐波降低约60%，而r=220 nm纳米柱则增强30%）。通过泵浦-探测实验进一步研究超快调制（泵浦采用510 nm超短脉冲激发瞬态等离子体，1550 nm延迟探测脉冲产生二次谐波），图1c显示二次谐波随延迟时间的变化轨迹，测得<0.5 ps的超快猝灭过程与10-100 ps的慢速恢复过程（强烈依赖于纳米柱共振特性）。该成果深化了对纳米尺度非线性发光光物理的理解，为基于氮化镓铝绝缘体全介质平台实现数据存储用纳米非线性光子器件全光调控奠定基础。
作者：
Michele Celebrano，Eva A. A. Pogna，Lavinia Ghirardini，Francesco Rusconi，Paolo Biagioni，Andrea Mazzanti，Giuseppe Della Valle，Lamberto Duò，Luca Carletti，Davide Rocco，Carlo Gigli，Giuseppe Marino，Giuseppe Leo，Costantino De Angelis，Giulio Cerullo，Marco Finazzi
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