Wetenschap
Ultrasnelle plasmonics voor volledig optische schakel- en gepulseerde lasers
Plasmonica speelt een cruciale rol bij de vooruitgang van nanofotonica, omdat plasmonische structuren een breed scala aan fysieke kenmerken vertonen die profiteren van gelokaliseerde en geïntensiveerde licht-materie-interacties. Deze eigenschappen worden benut in tal van toepassingen, zoals oppervlakte-verbeterde Raman-verstrooiingsspectroscopie, sensoren en nanolasers.
Naast deze toepassingen is de ultrasnelle optische respons van plasmonen ook een cruciale eigenschap die is benut om optische signaalschakeling over verschillende spectrale banden te bereiken, wat van cruciaal belang is voor geavanceerde optische logische circuits en telecommunicatiesystemen.
Onlangs is optisch schakelen een belangrijk onderdeel geworden in de vooruitgang van volledig optische berekeningen en signaalverwerking, waarbij van deze optische schakelapparaten wordt vereist dat ze een verbeterde responssnelheid en modulatiediepte hebben, samen met een breed scala aan spectrale afstembaarheid.
De recente ontwikkelingen in de fabricage en karakterisering van plasmonische nanostructuren hebben voortdurende effecten gestimuleerd in de zoektocht naar hun potentiële toepassingen op het gebied van de fotonica. Prof. Liu en zijn team concentreerden zich op de rol van plasmonics in de fotonica en hebben recente ontwikkelingen op het gebied van ultrasnelle plasmonische materialen besproken, met een primaire focus op volledig optisch schakelen.
Fundamentele fenomenen van plasmonische licht-materie-interactie en plasmondynamica zijn besproken door uit te weiden over de ultrasnelle processen die zijn ontrafeld door zowel experimentele als theoretische methoden, samen met een uitgebreide illustratie van het gebruik van ultrasnelle plasmonics voor volledig optische schakelingen en pulslasergeneratie met een focus op ontwerp en prestaties van het apparaat.
Hier hebben ze licht-materie-interacties geïntroduceerd die verband houden met de ultrasnelle plasmonische respons die wordt waargenomen in verschillende plasmonische materialen en structuren in het eerste deel, en vervolgens de theoretische en experimentele methoden geïllustreerd die zijn ontwikkeld om het ultrasnelle mechanisme in plasmonen te onderzoeken.
In de volgende secties van dit artikel hebben ze de ultrasnelle plasmonische optische schakelsystemen besproken en samengevat, gecategoriseerd op basis van plasmonische metasurfaces gemaakt van edele metalen, hybride materialen met faseverandering, geleidende oxiden en golfgeleiders, die verder worden onderverdeeld door spectrale banden in de zichtbare en nabij-infraroodbereik. In het laatste deel wordt de generatie van ultrasnelle pulslasers besproken met behulp van plasmonische ultrasnelle optische schakelaars.
Ultrasnelle plasmonics worden op grote schaal benut voor een groeiend aantal fotonica-toepassingen. Dit overzichtsartikel zal dienen als referentieliteratuur voor onderzoekers om nieuwe processen in de fotonica te verkennen door plasmonics te integreren.
De bevindingen zijn gepubliceerd in het tijdschrift Ultrafast Science .