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LSPR en pequeñas NP metálicas. (A) Ilustración esquemática para representar la aplicación de un campo eléctrico a lo largo del eje z. (B) Un pequeño Ag NP está rodeado por el enriquecimiento de campo (mapa de colores) y las líneas de campo del vector de Poynting completo, que está en resonancia (derecha) a 346 nm o fuera de resonancia (izquierda) a 600 nm. [44]. Fotoexcitación y relajación de NP metálicas. (C a F) Los procesos de excitación y relajación posterior que ocurren cuando un pulso láser ilumina una NP metálica. Aquí, el gris representa estados electrónicos, mientras que el rojo denota electrones excitados y una deficiencia de electrones (un agujero) se muestra en azul. (C) La activación de un LSP dirige la luz hacia y desde el NP primero [94,97]. (D) Después de la amortiguación de Landau, los pares e – h reemiten fotones, o se produce una multiplicación de carga debido a la interacción e – e, lo que lleva a una desintegración en una enésima vez en el rango de 1 a 100 fs. (E) La dispersión de e – e ocurre en un tiempo de τel en 100 fs a 1 ps. (F) Disipación de calor en el ambiente de 100 ps a 10 ns mediante el proceso de conducción térmica [97]. (G) Representación del punto de simetría en el espacio vectorial de onda recíproco de Sr2RuO4 para monitorear el impulso y la energía de los electrones emitidos por la luz. [102]. (H) Trayectorias electrónicas y mejora de campo simulada en el rango de energía de 0 a 100 eV, con una longitud de antena de 160 nm [103]. Crédito: Ciencia ultrarrápida (2023). DOI: 10.34133/ciencia ultrarrápida.0048
La plasmónica está desempeñando un papel crucial en el avance de la nanofotónica, ya que las estructuras plasmónicas exhiben una amplia gama de características físicas que se benefician de interacciones luz-materia localizadas y mejoradas. Estas propiedades se explotan en numerosas aplicaciones, como espectroscopia de dispersión Raman de superficie mejorada, sensores y nanoláseres.
Además de estas aplicaciones, la respuesta óptica ultrarrápida de los plasmones también es una propiedad crucial que se ha aprovechado para lograr la conmutación de señales ópticas en diferentes bandas espectrales, lo cual es fundamental para los circuitos lógicos ópticos y los sistemas de telecomunicaciones avanzados.
Recientemente, la conmutación óptica se ha convertido en un componente importante en el avance de la computación y el procesamiento de señales totalmente ópticos, donde se requiere que estos dispositivos de conmutación óptica tengan una velocidad de respuesta y una profundidad de modulación mejoradas junto con un rango de sintonizabilidad espectral más amplio.
Los desarrollos recientes en la fabricación y caracterización de nanoestructuras plasmónicas han estimulado efectos continuos en la búsqueda de sus posibles aplicaciones en el campo de la fotónica. Centrándose en el papel de la plasmónica en la fotónica, el Prof. Liu y su equipo cubrieron los avances recientes en materiales plasmónicos ultrarrápidos centrándose principalmente en la conmutación totalmente óptica.
Los fenómenos fundamentales de la interacción plasmónica luz-materia y la dinámica de los plasmones se discutieron mediante la elaboración de los procesos ultrarrápidos revelados por métodos experimentales y teóricos, junto con una ilustración completa del aprovechamiento de los plasmónicos ultrarrápidos para la conmutación totalmente óptica y la generación de láser de pulso con enfoque en Diseño y rendimiento del dispositivo.
Aquí, introdujeron las interacciones luz-materia asociadas con la respuesta plasmónica ultrarrápida observada en diferentes materiales y estructuras plasmónicas en la primera sección y luego ilustraron los métodos teóricos y experimentales desarrollados para investigar el mecanismo ultrarrápido en los plasmones.
En las siguientes secciones de este artículo, analizaron y resumieron los sistemas de conmutación óptica plasmónica ultrarrápida categorizados en función de metasuperficies plasmónicas hechas de metales nobles, materiales híbridos de cambio de fase, óxidos conductores y guías de ondas, que se dividen además por bandas espectrales en el visible y el cercano. bandas infrarrojas. La última sección analiza la generación de láseres de pulso ultrarrápidos utilizando interruptores ópticos ultrarrápidos plasmónicos.
La plasmónica ultrarrápida se ha explorado ampliamente para un número cada vez mayor de aplicaciones fotónicas. Este artículo de revisión servirá como literatura de referencia para que los investigadores exploren nuevos procesos en fotónica que incorporan plasmónicos.
Los descubrimientos son Publicado en el diario Ciencia ultrarrápida.
Mas informaciones:
Muhammad Aamir Iqbal et al, Plasmonics ultrarrápidos para conmutación totalmente óptica y láseres pulsados, Ciencia ultrarrápida (2023). DOI: 10.34133/ciencia ultrarrápida.0048
Proporcionado por ciencia ultrarrápida
