用于纳米尺度非线性光学的超粒子介壳中米氏共振工程
光学
2020-12-17 v1
摘要
超粒子是将离散纳米尺度构筑基元协调组装为复杂分级胶体超结构。此类组装体中的整体光学响应在单个构筑基元或其块体对应物中均观察不到。此外，单元构筑基元的亚波长尺寸使得在超粒子内雕刻光学超材料成为可能，这迄今超出当前胶体工程的能力范围。这可在胶体平台上产生有效的光学特征，并具有前所未有的调控这些粒子电磁响应的能力。在此，我们引入并演示了元壳超粒子(MSP)的纳米光子学，这是一种全介电胶体超结构，其光学非线性超材料壳层贴合于球形核上。我们展示该超材料壳层有助于工程化MSP中的米氏共振，从而显著增强二次谐波生成(SHG)。我们展示MSP相比其构筑基元的二次谐波生成增强数个数量级。此外，我们展示在远离损伤阈值处绝对转换效率高达10^-7，为低折射率胶体的SHG设立新基准。MSP为适用于化学与生物应用的胶体平台上的瞬时波长转换提供务实方案。其可工程化与可扩展性预示着在具有结构与材料多样性的胶体平台中非线性纳米光子学的肥沃土壤。
引用
@article{arxiv.2008.08746,
title = {Mie resonance engineering in meta-shell supraparticles for nanoscale nonlinear optics},
author = {Joong Hwan Bahng and Saman Jahani and Douglas Montjoy and Timothy Yao and Nikolas Kotov and Alireza Marandi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2008.08746},
year = {2020}
}