研究目的
研究单层金包覆硅纳米盘中的超快全光开关现象。
研究成果
研究表明，单个金覆盖硅纳米天线可在一阶反涡旋模式附近呈现幅度约0.3%、持续时间小于20飞秒的反射率调制，且自由载流子背景可忽略不计。数值模拟支持光学克尔效应是这些超快现象背后的机制。这标志着向纳米尺度超快全光信号处理迈出了重要一步。
研究不足
该研究的局限性在于测量设备的光谱范围和灵敏度，尤其是对于较大尺寸的纳米盘（直径>630纳米），以及所制备纳米结构中可能存在的小缺陷对结果的影响。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用非简并超快泵浦-探测光谱测量技术（脉冲宽度约7飞秒半高全宽），以探究单个金覆盖硅纳米天线的动力学过程。
2：样本选择与数据来源：
在硼硅酸盐玻璃上溅射高度180纳米、直径400至800纳米的硅纳米盘，通过电子束光刻图案化后覆盖30纳米厚金膜。
3：实验设备与材料清单：
实验装置包含采用超连续光源的泵浦-探测光谱技术、用于脉冲压缩的MIIPS设备，以及配备硅光电二极管的单色仪进行信号分析。
4：实验流程与操作规范：
泵浦-探测测量采用锁相放大检测，以约1千赫兹频率调制泵浦光束，并利用延迟线引入泵浦与探测脉冲间的可控时间差。
5：数据分析方法：
通过将仪器响应函数与洛伦兹线型进行卷积拟合，分析微分反射率实验信号。
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Si nanodisks
Used as the core component of the nanoantennas for concentrating light and exhibiting large nonlinear susceptibilities.
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Au film
30-nm thick
Covered on Si nanodisks to enhance reflectivity and thermal dissipation.
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MIIPS device
Used for compressing the wide-spectrum pulses in time down to bandwidth-limited 4.1 fs pulses.
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Si photodiode
Used to analyze the signal reflected by the sample.
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