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[转载]【一周前沿】2021.08.16-2021.08.22

已有 585 次阅读 2021-8-23 14:37 |个人分类:一周前沿|系统分类:论文交流|文章来源:转载

本周,小编为大家精选了等离激元领域的进展,涉及超高速光相干接收器、等离激元异质结、晶格共振超表面和手性等离激元等领域

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基于石墨烯的超高速光相干接收器

Ultrahigh-speed graphene-based optical coherent receiver

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25374-0

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基于石墨烯的光电探测器由于其带宽大、体积小以及与硅基光电子学平台的兼容性,在高速光通信中引起了极大的关注。大带宽硅基光相干接收器是具有先进调制格式的大容量光通信网络的关键元件。作者提出并实验演示了一种集成光学相干接收器,基于90度光学混合和石墨烯-等离激元槽波导光电探测器,具有紧凑的体积和远超过67 GHz的大带宽。结合平衡检测,接收到90 Gbit/s二进制相移键控信号,并提高信噪比。此外,在单偏振载波上实现了200 Gbit/s正交相移键控和240 Gbit/s正交调幅信号的接收,附加功耗低于14 fJ/bit。这种基于石墨烯的光相干接收器将有望在 400 Gbit以太网和800 Gbit以太网技术中获得潜在应用,为未来的高速相干光通信网络铺平道路。


混合维范德华异质结构中的栅极可调谐等离激元

Gate-tunable plasmons in mixed-dimensional van der Waals heterostructures

https://www.nature.com/articles/s41467-021-25269-0

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表面等离激元是与传导电子振荡耦合的集体电磁激发,能够在纳米尺度上操纵光-物质相互作用。金属结构的等离激元色散与结构的维数密切相关,并且已经在基础物理学和应用技术中得到深入研究。作者报告了一维(1D)碳纳米管和二维(2D)石墨烯之间的多维度混合耦合的栅极可调谐混合等离激元的证据。与裸金属碳纳米管中载流子密度无关的一维Luttinger液体等离激元相比,1D-2D异质结构中的等离激元波长通过静电门控调制了75%,同时保持了1D等离激元的高品质因数。作者提出了一个理论模型来描述纳米管和石墨烯中等离激元之间的电磁相互作用,表明等离激元高调制值的原因可能是等离激元杂化。混合维等离激元异质结构可以实现可调等离激元纳米器件的多样化设计。


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混合晶格共振超表面中连续激光器的低阈值束缚态

Low‐Threshold Bound State in the Continuum Lasers in Hybrid Lattice Resonance Metasurfaces

https://doi.org/10.1002/lpor.202100118

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连续介质中的束缚态(BICs)因其无限的品质因数(Q-factor)和极其局域化的场,极大地增强了光物质相互作用,在拓扑光子学和量子光学中具有巨大的潜力,因而引起了广泛的研究。作者通过混合表面晶格共振证明了垂直于BIC超表面的室温定向激光。与等离激元纳米激光器相比,BIC超表面激光器具有定向辐射和更大的发射体积。BIC超表面的高Q因子共振克服了低阈值激光中模体积大的限制。此外,提出了一种防止Q因子变化时波长漂移的方法;因此可以比较不同BIC超表面的激光阈值。利用BICs的高局域能力,实现了室温下低激光阈值(1.25 nJ)。通过模拟和实验的激光器的“光进光出”图显示出较大的自发发射耦合因子(β = 0.9)和S曲线。这项研究中开发的器件可应用于量子发射、光学传感、非线性光学和拓扑状态工程等领域。


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手性等离激元入门指南:无害理论和大面积基底的设计

The Beginner's Guide to Chiral Plasmonics:Mostly Harmless Theory and the Design of Large‐Area Substrates

https://doi.org/10.1002/adom.202100378

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手性等离激元是一个引人入胜的研究领域,对来自不同背景的科学家很有吸引力。物理学家研究光与物质的相互作用,化学家寻找分析对映体分子的方法,生物学家研究生物,材料工程师专注于可扩展的生产过程。跨学科社区成功进入这个新兴领域取决于克服三个主要问题。首先,理解手性等离激元的物理背景,这需要用简单的语言进行适当的介绍。其次,在表征手性等离激元特征方面的缺陷会妨碍准确的解释。第三,必须有能够覆盖宏观基底区域的简单而可靠的方法。这篇综述讨论了这些问题,目的是全面介绍手性等离激元纳米结构。首先简要介绍手性光-物质相互作用中涉及的相关物理学,然后是有关如何充分表征样品的简要指南。随后,概述了大面积上生产手性基底的制造技术,并讨论了不同方法的优缺点。重点是简单而可靠的过程,不需要洁净室设施,可以由更多的科学受众落实。


本文转自:https://mp.weixin.qq.com/s/2pQ3TLumTEjgIr9SUhwFPw

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