使用自由电子对运营中纳米激光器进行超快近场成像
光学
2026-03-30 v2 材料科学
摘要
集成光子电子器件有望 revolution 信息处理，显著提高计算速度，实现信息的无缝传输并降低能源消耗。成功实现紧凑功能器件的一个关键缺失单元是纳米尺度的模块化和可调光源。单晶半导体纳米线激光器（NWL）填补了这一空白。然而，NWL的运行改进和优化需要对其近场及其动力学进行纳米尺度的表征，而这受到光衍射极限的阻碍。本文展示了同步电子近场和光子远场时间分辨光谱学如何突破这一限制，对NWL的近场进行纳米和亚皮秒级时间分辨成像。我们定量测量了NWL腔体中刺激光子绝对数 的演化，测得在腔体中同时存在约 个光子。我们绘制了激光腔体模式的近场，表明呼吸环模式和菲利普-福特模式都可能参与激光。我们的结果表明，NWL在运行时，其近场在亚皮秒和纳米尺度上的演化。我们预计，直接观察近场将有助于阐明材料异质性（缺陷、化学变化、杂质、界面粗糙度、应力）对NWL运行的影响。
引用
@article{arxiv.2603.23237,
title = {Ultrafast near-field imaging of an operating nanolaser using free electrons},
author = {Cléo Santini and Thi Huong Ngo and Luiz H. G. Tizei and Aurélie Lloret and Tom Fraysse and Sebastien Weber and Adrien Teurtrie and Virginie Brändli and Sebastien Chenot and Denis Lefebvre and Stéphane Vézian and Hugo Lourenço-Martins and Christelle Brimont and Benjamin Damilano and Thierry Guillet and Sophie Meuret},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.23237},
year = {2026}
}