纳米结构硅中由anapole介导的巨光热非线性
光学
2020-06-17 v2
摘要
具有高折射率介电纳米结构所呈现的丰富电与磁 Mie 共振，为在纳米尺度上集中光-物质相互作用提供了多功能平台。通过整合来自无辐射 anapole 态的远场散射调控与近场集中的独特特征，我们在此展示了单个亚波长尺寸硅纳米盘中的巨光热非线性。由 anapole 模介导的纳米尺度能量集中及随之而来的近场增强，产生了具有大调制深度和宽动态范围的可逆非线性散射，揭示了在 MW/cm2 量级的中等入射光强下高达 0.5 的创纪录高非线性折射率变化。所观察到的光热非线性相比非结构化体硅增强了三个数量级，并且比通过辐射电偶极模实现的高近一个数量级。此类非线性散射能够在共焦反射成像中赋予独特的点扩散函数，为以逼近 40 nm 的精度实现纳米结构 Si 的远场定位提供了潜力。我们的发现为基于光学 anapole 的有源硅光子学提供了新思路。
引用
@article{arxiv.2002.11877,
title = {Anapole mediated giant photothermal nonlinearity in nanostructured silicon},
author = {Tianyue Zhang and Ying Che and Kai Chen and Jian Xu and Yi Xu and Te Wen and Guowei Lu and Xiaowei Liu and Bin Wang and Xiaoxuan Xu and Yi-Shiou Duh and Yu-Lung Tang and Jing Han and Yaoyu Cao and Bai-Ou Guan and Shi-Wei Chu and Xiangping Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2002.11877},
year = {2020}
}