Ultrahurtig plasmonik til optisk switching og pulserende lasere

Plasmonik spiller en afgørende rolle i udviklingen af ​​nanofotonik, da plasmoniske strukturer udviser en bred vifte af fysiske egenskaber, der drages fordel af lokaliserede og intensiverede lys-stof-interaktioner. Disse egenskaber udnyttes i adskillige applikationer, såsom overfladeforbedret Raman-spredningsspektroskopi, sensorer og nanolasere.

Ud over disse applikationer er plasmoners ultrahurtige optiske respons også en afgørende egenskab, der er blevet udnyttet til at opnå optisk signalomskiftning på tværs af forskellige spektralbånd, hvilket er afgørende for avancerede optiske logiske kredsløb og telekommunikationssystemer.

For nylig er optisk omskiftning blevet en væsentlig komponent i udviklingen af ​​al-optisk beregning og signalbehandling, hvor disse optiske omskiftningsenheder skal have forbedret responshastighed og modulationsdybde sammen med en bred vifte af spektral afstemning.

Den seneste udvikling inden for fremstilling og karakterisering af plasmoniske nanostrukturer har stimuleret kontinuerlige effekter i søgningen efter deres potentielle anvendelser inden for fotonikområdet. Prof. Liu og hans team har koncentreret sig om plasmonikkens rolle i fotonik og har dækket de seneste fremskridt inden for ultrahurtige plasmoniske materialer med et primært fokus på al-optisk kobling.

Grundlæggende fænomener af plasmonisk lys-stof-interaktion og plasmondynamik er blevet diskuteret ved at uddybe de ultrahurtige processer, der er optrevlet af både eksperimentelle og teoretiske metoder, sammen med en omfattende illustration af udnyttelse af ultrahurtig plasmonik til al-optisk switching og pulslasergenerering med fokus på enhedsdesign og ydeevne.

Her har de introduceret lys-stof-interaktioner forbundet med den ultrahurtige plasmoniske respons observeret i forskellige plasmoniske materialer og strukturer i det første afsnit og derefter illustreret de teoretiske og eksperimentelle metoder udviklet til at undersøge den ultrahurtige mekanisme i plasmoner.

I de følgende sektioner af denne artikel har de diskuteret og opsummeret de ultrahurtige plasmoniske optiske koblingssystemer, der er kategoriseret baseret på plasmoniske metaoverflader lavet af ædelmetaller, faseskiftehybridmaterialer, ledende oxider og bølgeledere, som er yderligere opdelt af spektralbånd i synlige og nær-infrarøde områder. Det sidste afsnit diskuterer genereringen af ​​ultrahurtige pulslasere ved at bruge plasmoniske ultrahurtige optiske kontakter.

Ultrahurtig plasmonik er i vid udstrækning blevet udnyttet til et voksende antal fotonikapplikationer. Denne oversigtsartikel vil tjene som referencelitteratur for forskere til at udforske nye processer inden for fotonik ved at inkorporere plasmonik.

Resultaterne er offentliggjort i tidsskriftet Ultrafast Science .

Flere oplysninger: Muhammad Aamir Iqbal et al., Ultrafast Plasmonics for All-Optical Switching and Pulsed Lasers, Ultrafast Science (2023). DOI:10.34133/ultrafastscience.0048

Leveret af Ultrafast Science