聯(lián)系電話：
010-5637 0168-696
超快光譜Z掃描技術(shù)是一種結(jié)合超快激光脈沖和非線性光學(xué)效應(yīng)的實驗方法，常用于表征材料的光學(xué)非線性特性及其動態(tài)過程。
導(dǎo)語
在高速光通信時代，如何實現(xiàn)高效的光信號控制？中國科研團(tuán)隊在《Optics Express》發(fā)表的研究給出了新答案——金三角納米棱柱結(jié)合Z掃描技術(shù)，在紅外波段展現(xiàn)出卓*的非線性光學(xué)特性，為下一代全光開關(guān)器件鋪平道路。
研究亮點
1. 等離子體共振“熱點"
金三角納米棱柱在1240 nm波長處產(chǎn)生強(qiáng)偶極等離子體共振，尖*電場增強(qiáng)超55倍，局部態(tài)密度（LDOS）提升千倍，為非線性效應(yīng)提供“能量引擎"。
2. Z掃描技術(shù)大顯身手
通過Z掃描裝置精準(zhǔn)測量非線性吸收系數(shù)（β）和折射率（n?），首*揭示該材料在1200-1300 nm波段滿足全光開關(guān)核心指標(biāo)（W>1，T<1）。
3. 性能碾壓傳統(tǒng)材料
共振波長下三階非線性極化率（χ3）達(dá)1.25×10?11 esu，比800 nm處高20倍，刷新紅外非線性材料性能紀(jì)錄。
Z掃描裝置：揭秘非線性光學(xué)的“顯微鏡"
工作原理
激光聚焦后，樣品沿光軸（Z方向）移動，通過開孔（測吸收）和閉孔（測折射）探測器記錄透射光強(qiáng)變化，直接提取β和n?（圖4a）。
實驗采用飛秒激光器（脈寬200 fs，重復(fù)頻率76 MHz），確保高時間分辨率，避免熱效應(yīng)干擾。
技術(shù)優(yōu)勢
單光束高效測量：可同步獲取非線性吸收與折射數(shù)據(jù)。
超靈敏探測：在0.43 GW/cm2低光強(qiáng)下，仍能精確捕捉微弱非線性響應(yīng)，驗證材料低功耗潛力。
實驗結(jié)果：紅外光通信的“黃金波段"
關(guān)鍵數(shù)據(jù)
非線性折射率n?：在1240 nm處達(dá)1.87×10?? cm2/GW，波長依賴性顯著（圖4d）。
全光開關(guān)指標(biāo)：1200-1300 nm范圍內(nèi)，W值輕松突破1，T值穩(wěn)定低于1（圖4e），完*適配1300 nm通信窗口。
為什么是金三角？
尖銳棱角結(jié)構(gòu)極大增強(qiáng)局域電場，激發(fā)強(qiáng)等離子體共振，而傳統(tǒng)球形納米顆粒（圖2c）幾乎無此效應(yīng)。
應(yīng)用前景：從實驗室到產(chǎn)業(yè)
光學(xué)開關(guān)：低功耗、高速響應(yīng)的全光開關(guān)器件，有望取代傳統(tǒng)電控元件，提升光通信網(wǎng)絡(luò)效率。
紅外光子芯片：與硅基波導(dǎo)集成，開發(fā)緊湊型非線性光子器件，拓展光計算與傳感應(yīng)用。
能量管理：強(qiáng)非線性吸收特性可用于光限幅器，保護(hù)精密光學(xué)系統(tǒng)免受強(qiáng)光損傷。
總結(jié)與展望
金三角納米棱柱憑借獨*的等離子體增強(qiáng)效應(yīng)，結(jié)合Z掃描技術(shù)的精準(zhǔn)表征，為紅外光通信提供了革命性材料方案。未來，團(tuán)隊計劃優(yōu)化納米結(jié)構(gòu)均勻性，并探索與其他光子元件的集成，加速全光控器件的實用化進(jìn)程。
論文信息：Ziyu Chen et al., Opt. Express (2013)
免責(zé)說明
北京卓立漢光儀器有限公司公眾號所發(fā)布內(nèi)容（含圖片）來源于原作者提供或原文授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章版權(quán)、數(shù)據(jù)及所述觀點歸原作者原出處所有，北京卓立漢光儀器有限公司發(fā)布及轉(zhuǎn)載目的在于傳遞更多信息及用于網(wǎng)絡(luò)分享。
如果您認(rèn)為本文存在侵權(quán)之處，請與我們聯(lián)系，會第一時間及時處理。我們力求數(shù)據(jù)嚴(yán)謹(jǐn)準(zhǔn)確， 如有任何疑問，敬請讀者不吝賜教。我們也熱忱歡迎您投稿并發(fā)表您的觀點和見解。
技術(shù)支持：化工儀器網(wǎng) 管理登陸 網(wǎng)站地圖
