非线性磁等离激元纳米颗粒中的光学三稳性与超快 Fano 开关

我们考虑具有 Kerr 型非线性等离激元壳层和磁光核的包覆磁等离激元纳米颗粒（MPNP）的光散射。该结构具有两个等离激元偶极模式，分别与壳层内外表面的电子振荡相关。在非线性 regime 下驱动时，每个模式均呈现双稳响应。内等离激元的双稳性导致该态与 Fano 共振之间的切换（Fano 切换）。一旦外部光强超过临界值，两个本征模式的双稳区重叠，产生光学三稳性，其特征是在给定波长和光强下存在三个稳定稳态。我们发展了非线性稳态间跃迁的动力学理论，并估算特征切换时间短至 0.5 ps。我们还表明磁光（MO）效应使右旋和左旋圆偏振外部光的 Fano 轮廓发生红移和蓝移，使 Fano 切换对光偏振敏感。具体而言，可在右圆偏振下实现 Fano 切换，同时取消左圆偏振下的切换。我们的结果指向一类可由磁场调谐、用于纳米光子学应用的超快 Fano 开关。