基於弱光非線性光學效應的SPPs的激發和操控

《基於弱光非線性光學效應的SPPs的激發和操控》是依託哈爾濱工業大學，由姚鳳鳳擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於弱光非線性光學效應的SPPs的激發和操控
• 依託單位：哈爾濱工業大學
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：姚鳳鳳

項目摘要

為了實現納米尺度的光子學器件並提高光子學迴路的集成度，基於非線性光學效應的SPPs的激發和操控近年來引起了人們的極大興趣。利用弱光非線性效應實現SPPs的激發和操控不僅可以在很低的入射光強下使得SPPs元件工作，且使用起來比較方便。本申請項目擬構建金屬/非線性液晶納米結構，利用基於弱光非線性效應的光折變光柵的強烈耦合和衍射特性實現界面處SPPs的激發和操控。從理論和實驗兩個方面著手研究通過光折變光柵在液晶/金屬薄膜界面處激發SPPs的條件及SPPs的激發效率與外加實驗條件的依賴關係，並探索利用金屬/液晶界面處的SPPs和與之相干的空間光在液晶界面附近建立光折變光柵，以期實現SPPs和空間光的相互耦合及SPPs的相干放大。該基於弱光非線性的SPPs的激發和操控對新型弱光SPPs元器件的研發和納米尺度光與物質相互作用的研究具有重要的參考價值。

結題摘要

基於弱光非線性光學效應的SPPs的激發、操控及SPP模式的耦合研究是近年來納米光子學領域的研究熱點。本項目基於含有光電功能取向層的向列液晶系統研究了高解析度取向折射率光柵的記錄及光折變性能，進而基於該表面非局域光柵實現了二波耦合過程中記錄光向SPPs的耦合，給出了SPP場的分布和耦合效率隨記錄光入射角的變化，並分析研究了折射率光柵相對干涉圖樣的相移對激發SPPs的影響。利用弱的光、電場作用下引起的向列液晶指向矢空間取向分布的改變進而調控金屬-液晶界面處SPPs的傳播和模式，實現了顯著的SPPs共振極小的電控移動和光控移動。還研究了複雜金屬納米結構中等離激元模式的耦合作用及其對結構參數的依賴特性，在納米尺度實現了對電磁輻射的控制，並通過調節結構參數實現了對複合結構等離激元共振特性的調製。另外，以染料摻雜向列液晶作為隨機增益介質，實現了液晶隨機雷射輻射，並對隨機輻射的光譜、閾值依賴特性、偏振特性等進行了系統研究，進而利用光致液晶指向矢或序參數的變化實現了光控的液晶隨機雷射輻射。這些工作對新型弱光表面等離激元器件和微型液晶器件的研發及套用、微納尺度光與物質相互作用的研究具有一定的參考價值。