利用有源单体核-壳等离激元纳米谐振器的激射与 spaser
光学
2024-04-22 v1
摘要
设计了有源核-壳纳米谐振器，以在泵浦 E 场强度下实现大的近场增强、大的功率溢出和最小的 spaser 阈值。利用相应的目标函数优化了增益-金属-介质 (GMD) 和增益-金属-增益 (GMG) 纳米谐振器组成。在局部 E 场小于纳米谐振器损伤阈值的判据下，绘制了泵浦 E 场强度和染料浓度参数平面上方的平均局部 E 场、功率溢出和消光截面。选取对应于平均局部 E 场最大值、最高功率溢出或消光截面过零点的区域进行详细研究。检查了近场增强、光学截面、光学响应、量子效率的频谱分布，以及远场辐射功率的极角分布和主导模式的局部电荷分布。基于结果，提出 GMD 纳米谐振器组成以最大化近场放大器中的局部 E 场，最大化远场发射激光器中的功率溢出，并最小化 spaser 中的阈值 E 场。比较完整特性，两种组成均适用于不同的工作区域，提出将 GMG 作为近场放大器和远场耦合输出纳米激光器，而 GMD 则明确是实现最佳 spaser 特性的首选。
引用
@article{arxiv.2404.12714,
title = {Lasing and spasing with active individual core-shell plasmonic nanoresonators},
author = {Dávid Vass and András Szenes and Péter Zoltán Nagy and Balázs Bánhelyi and Mária Csete},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.12714},
year = {2024}
}