重掺杂半导体等离激元学中的自由电子非线性效应
光学
2021-03-17 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
重掺杂半导体已成为中红外频段可调、低损耗的等离激元材料。本文研究了与高浓度自由电子相关的非线性光学现象。我们采用流体动力学描述来研究重掺杂半导体中直至三阶项的自由电子动力学，这些项对于贵金属通常可忽略。我们发现，即使二次谐波产生效率为零，由二次谐波信号级联产生的三次谐波也可与直接三次谐波产生贡献一样强。此外，我们表明当与等离激元增强耦合时，自由电子非线性可比传统半导体非线性大两个数量级。我们的研究可能为中红外频段非线性光学集成器件开辟新途径。
引用
@article{arxiv.2012.06216,
title = {Free electron nonlinearities in heavily doped semiconductors plasmonics},
author = {Federico De Luca and Michele Ortolani and Cristian Ciracì},
journal= {arXiv preprint arXiv:2012.06216},
year = {2021}
}