金属基底上硅纳米盘中双重增强的三次谐波产生
光学
2019-12-30 v1
摘要
通过在近红外下置于金属薄膜上的硅纳米盘中的电偶极共振(EDR)实现了双重增强的三次谐波产生(THG)。引入金属衬底可形成理想电导体(PEC)表面效应,不仅能增强硅中的电场,还能改善近场分布。同时,考虑到周期性纳米结构,硅纳米盘作为高折射率介质光栅,可在金属表面产生传播型表面等离激元共振(PSPR)。通过灵活调控阵列周期,PSPR可有效与EDR耦合,为EDR带来进一步增强与新特性。得益于这两种效应的双重增强,所提纳米结构的总THG转换效率相比全介质纳米结构提高了八个数量级以上。此外,还研究了硅的Kerr效应对耦合与THG的影响,在输入强度2 GW/cm^2下展现出前所未有的约10^-2的THG效率。该工作将为改善金属-介质纳米结构中的多极模式开辟新途径,并推动其在非线性光学(如频率转换、光谱与生化传感)中的工程化应用。
引用
@article{arxiv.1912.11680,
title = {Doubly Enhanced Third Harmonic Generation in Metal-Based Silicon Nanodisks},
author = {Jin Yao and Na Liu and Guoxiong Cai and Qing Huo Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:1912.11680},
year = {2019}
}
备注
20 pages, 6 figures