构成双 BIC 永存态的混合型表面用于受控光致发光放大
光学
2024-10-29 v1 应用物理
摘要
开发具有可调功能的迷你化光源对于推动集成光子器件具有至关重要作用，使其在量子计算、通信和传感等应用中具有优势。实现制造后可调的光发射尤其在需要高效放大时仍具有挑战性，尤其是当需要高效放大时。混合型表面通过整合多种纳米结构材料以形成光学共振器，已成为克服这些限制的有前景的候选方案，由于其在发射控制和增强放大方面提供了高度的灵活性。本文演示了在 nc-Si 量子点（QDs）中实现可调的放大光致发光（PL），这些 QDs 嵌入由 a-Si 和低损耗相变材料（PCM）反硫化锗（Sb2S3）构成的混合型表面。nc-Si QDs 在高温下保持高 PL 效率和稳定性，为 PCM 提供可靠且可调的相变。混合型表面支持双永存态 BIC（quasi-bound states in the continuum），实现最高可达225的 Q 因子。双 BIC 腔体通过尺寸调制实现放大 PL 可调，最大可达15倍，波长位移可达105 nm。同时，当 PCM 从无定形转为结晶时，实现了跨24 nm波长范围的全光可调 PL 发射。此外，我们提出了一个高 Q 因子金属透镜，用于聚焦可调的放大 PL，将扩散极限的可调性扩展到近红外（NIR）区域。本工作为使用可重构纳米光子器件构建高度效的量子光源铺平了道路，为下一代光子系统提供了可能性。
引用
@article{arxiv.2410.20173,
title = {Engineered Dual BIC Resonances in Hybrid Metasurfaces for Controlled Photoluminescence Amplification},
author = {Omar A. M. Abdelraouf and Mengfei Wu and Hong Liu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.20173},
year = {2024}
}