由本征延迟非线性引起的金薄膜超快非线性动力学

利用长程表面等离激元极化激元，光可在金属纳米尺度波导中传播，用于超紧凑光电子器件。金是等离激元波导的重要材料，但尽管其线性光学性质已相当清楚，非线性响应仍在研究中。我们考虑由非线性薛定谔方程建模的超薄金条波导中的脉冲传播。金的非线性响应由双温模型描述，揭示其为金中本征的延迟非线性。其后果是测量的非线性强烈依赖于脉冲持续时间。这一问题迄今仅被现象学地处理，但我们提供了定量联系的精确估计以及现象学理论，以理解随着金厚度减小而增强的非线性响应。与先前工作相比，功率损耗方程的解析模型得到改进，现在可应用于高峰值功率激光的情况。我们展示了与文献实验数据的新拟合，并给出了不同脉冲持续时间和金层厚度下金的非线性极化率的实部和虚部更新值。我们的模拟表明，非线性损耗抑制了低功率激光脉冲的高效非线性相互作用。因此我们建议设计适用于中红外的波导，其中有质动力瞬时非线性可主导延迟热电子非线性，并为高效超快非线性光学提供合适的等离激元平台。