• Home
  • Chimica
  • Astronomia
  • Energia
  • Natura
  • Biologia
  • Fisica
  • Elettronica
  •  Science >> Scienza >  >> Fisica
    Plasmonica ultraveloce per commutazione completamente ottica e laser pulsati
    LSPR in piccole NP metalliche. (A) Illustrazione schematica per la rappresentazione dell'applicazione di un campo elettrico lungo l'asse z. (B) Una piccola NP Ag è circondata dall'arricchimento di campo (mappa dei colori) e dalle linee di campo dell'intero vettore di Poynting, che è in risonanza (a destra) a 346 nm o fuori risonanza (a sinistra) a 600 nm [44] . Fotoeccitazione e rilassamento delle NP metalliche. (da C a F) L'eccitazione e il successivo processo di rilassamento che si verifica quando un impulso laser illumina un metallo NP. Qui, il grigio rappresenta gli stati elettronici, mentre il rosso indica gli elettroni eccitati e una carenza di elettroni (una lacuna) è mostrata in blu. (C) L'attivazione di un LSP dirige prima la luce verso e dentro il NP [94,97]. (D) Seguendo lo smorzamento di Landau, le coppie e–h riemettono fotoni, oppure la moltiplicazione della carica avviene a causa dell'interazione e–e, portando al decadimento entro un tempo di τnesimo nell'intervallo da 1 a 100 fs. (E) La diffusione di e–e avviene entro un tempo di τel compreso tra 100 fs e 1 ps. (F) Dissipazione del calore nell'ambiente da 100 ps a 10 ns attraverso il processo di conduzione termica [97]. (G) Rappresentazione del punto di simmetria nello spazio del vettore d'onda reciproco di Sr2RuO4 per monitorare la quantità di moto e l'energia degli elettroni emessi dalla luce [102]. (H) Percorsi elettronici e potenziamento del campo simulato nell'intervallo di energia compreso tra 0 e 100 eV, con un'antenna lunga 160 nm [103]. Credito:Scienza ultraveloce (2023). DOI:10.34133/ultrafastscience.0048

    La plasmonica sta svolgendo un ruolo cruciale nel progresso della nanofotonica, poiché le strutture plasmoniche mostrano un'ampia gamma di caratteristiche fisiche che traggono vantaggio dalle interazioni luce-materia localizzate e intensificate. Queste proprietà vengono sfruttate in numerose applicazioni, come la spettroscopia di diffusione Raman con miglioramento della superficie, sensori e nanolaser.



    Oltre a queste applicazioni, anche la risposta ottica ultraveloce dei plasmoni è una proprietà cruciale che è stata sfruttata per ottenere la commutazione del segnale ottico attraverso diverse bande spettrali, che è fondamentale per circuiti logici ottici avanzati e sistemi di telecomunicazione.

    Recentemente, la commutazione ottica è diventata una componente significativa nel progresso del calcolo completamente ottico e dell'elaborazione del segnale, in cui questi dispositivi di commutazione ottica devono avere una velocità di risposta e una profondità di modulazione migliorate insieme a un'ampia gamma di regolabilità spettrale.

    I recenti sviluppi nella fabbricazione e caratterizzazione di nanostrutture plasmoniche hanno stimolato continui effetti nella ricerca delle loro potenziali applicazioni nel campo della fotonica. Concentrandosi sul ruolo della plasmonica nella fotonica, il prof. Liu e il suo team hanno coperto i recenti progressi nei materiali plasmonici ultraveloci concentrandosi principalmente sulla commutazione completamente ottica.

    I fenome design e prestazioni del dispositivo.

    Qui, hanno introdotto le interazioni luce-materia associate alla risposta plasmonica ultraveloce osservata in diversi materiali e strutture plasmoniche nella prima sezione e poi hanno illustrato i metodi teorici e sperimentali sviluppati per studiare il meccanismo ultraveloce nei plasmoni.

    Nelle sezioni seguenti di questo articolo, hanno discusso e riassunto i sistemi di commutazione ottica plasmonica ultraveloce classificati in base a metasuperfici plasmoniche costituite da metalli nobili, materiali ibridi a cambiamento di fase, ossidi conduttori e guide d'onda, che sono ulteriormente divisi per bande spettrali nel gamme del visibile e del vicino infrarosso. L'ultima sezione discute la generazione di laser a impulsi ultraveloci utilizzando interruttori ottici ultraveloci plasmonici.

    La plasmonica ultraveloce è stata ampiamente sfruttata per un numero crescente di applicazioni fotoniche. Questo articolo di revisione servirà come letteratura di riferimento per i ricercatori che intendono esplorare nuovi processi nella fotonica incorporando la plasmonica.

    I risultati sono pubblicati sulla rivista Ultrafast Science .

    Ulteriori informazioni: Muhammad Aamir Iqbal et al, Plasmonica ultraveloce per commutazione completamente ottica e laser pulsati, Scienza ultraveloce (2023). DOI:10.34133/ultrafastscience.0048

    Fornito da Ultrafast Science




    © Scienza https://it.scienceaq.com