超表面中等离子体元原子的超极化率
光学
2024-12-19 v1
摘要
等离子体态超表面有望成为纳米尺度非线性光学和平面非线性光学器件的使能者。此类超表面的非线性光学响应由构成超表面基本单元的单个纳米结构等离子体态元原子的非线性光学性质决定。遗憾的是，尚无简单方法确定元原子的非线性系数（超极化率），这阻碍了非线性超表面的设计。在此，我们建立此类元原子的等效 RLC 电路模型，以估计其二阶非线性光学参数，即光学谱范围内的的一阶超极化率。同时，我们从二次谐波产生实验提取了由非对称形状（细长）等离子体态纳米棱镜组成的单个元原子的一阶超极化率谱。此外，我们使用非线性流体动力学 FDTD 和基于非线性散射理论的计算验证了我们的结果。三种方法：解析、实验和计算，所得结果吻合极好。因此，我们的经验性 RLC 模型可用作简单工具，以实现非线性等离子体态超表面的高效设计。
引用
@article{arxiv.2007.05142,
title = {Hyperpolarizability of plasmonic meta-atoms in metasurfaces},
author = {M. Saad Bin-Alam and Joshua Baxter and Kashif M. Awan and Antti Kiviniemi and Yaryna Mamchur and Antonio Calà Lesina and Kosmas L. Tsakmakidis and Mikko J. Huttunen and Lora Ramunno and Ksenia Dolgaleva},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.05142},
year = {2024}
}