金屬-電介質(zhì)-金屬吸收器結(jié)構(gòu)的非線性增強(qiáng)效應(yīng).pdf

1、隨著貴金屬表面等離子激元的研究迅速發(fā)展，金屬納米結(jié)構(gòu)超材料逐漸開始被應(yīng)用到非線性光學(xué)中來。本文提出了基于金屬-電介質(zhì)-金屬超材料吸收器的納米結(jié)構(gòu)，主要被用于增強(qiáng)光學(xué)非線性效應(yīng)。這種吸收器結(jié)構(gòu)在諧振波長處具有極高的吸收率，可以將吸收波長作為基頻波長來產(chǎn)生非線性信號，并在電介質(zhì)層內(nèi)部實(shí)現(xiàn)基頻場的定域增強(qiáng)，進(jìn)而大幅提高背向二次和三次諧波。由于金的內(nèi)部晶格具有中心對稱性，故其被認(rèn)為只在表面處具有微弱的二次諧波。對金-氧化鋁-金三層結(jié)構(gòu)而言，經(jīng)過

2、實(shí)驗(yàn)測量發(fā)現(xiàn)相比于金-氧化鋁平面，吸收器上層金盤表面的二次諧波由于結(jié)構(gòu)對基頻場的定域增強(qiáng)作用而被間接提高至少30倍。為了更好利用結(jié)構(gòu)對基頻場的增強(qiáng)作用，電介質(zhì)層被拓展為一種具有較高三階非線性效應(yīng)的有機(jī)高分子聚合物MEH-PPV。由于基頻場直接在聚合物中被定域增強(qiáng)，且三次諧波的增強(qiáng)正比于基頻場增強(qiáng)的三次方，故聚合物介質(zhì)層中激發(fā)的三次諧波強(qiáng)度在理論上將比相同厚度的單層聚合物膜本身所激發(fā)的三次諧波提高105倍。本文提出的兩種結(jié)構(gòu)均表明超材料吸