納米等離子體器件將紅外激光光轉(zhuǎn)化成綠光

　　加拿大Alberta大學(xué)的科研人員成功用絕緣硅納米等離子體波導(dǎo)通過三次諧波發(fā)生產(chǎn)生了綠光。該三次諧波發(fā)生器件由1550nm激光激發(fā)，被加工在絕緣硅襯底上340nm高、95nm寬、60nm厚的金層波導(dǎo)導(dǎo)向，最終導(dǎo)致輸出端輸出517nm的綠光。

　　已知硅是所有CMOS材料中具有最高三階非線性系數(shù)和最高折射率的材料，可見光波段發(fā)射光通常很困難，因?yàn)楣鑾恫皇侵钡亩耶a(chǎn)生的任何可見光都會(huì)被強(qiáng)烈吸收。為了克服這些障礙，波導(dǎo)利用其內(nèi)部表面-等離子模式的強(qiáng)光-物質(zhì)耦合作用和強(qiáng)局域紅外電場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)了有效的非線性光混合和短距離[比綠光在硅(大約700nm)材料被吸收的長(zhǎng)度短]內(nèi)三次諧波發(fā)生。通過有質(zhì)動(dòng)力加速硅-銅界面上陡峭梯度場(chǎng)中的光激發(fā)電子并且驅(qū)動(dòng)強(qiáng)納米等離子體場(chǎng)中的電子雪崩式倍增和沖擊離子化過程，波導(dǎo)能夠產(chǎn)生寬帶可見光。