【資訊】光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)材料-光開關(guān) | Nature Photonics

2025-02-18 18:02:03

　　光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)材料Optically bistable materials響應(yīng)于具有兩個可能光學(xué)輸出的單個輸入，這取決于激發(fā)過程歷史。這種雙穩(wěn)態(tài)材料，對于光開關(guān)和存儲器是理想的，但是對于本征光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)intrinsic optical bistability (IOB)的有限理解，阻礙了適用于器件的納米級本征光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)IOB材料的發(fā)展。

　　近日，美國 勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Berkeley National Laboratory)Artiom Skripka， Bruce E. Cohen, Emory M. Chan等，在Nature Photonics上發(fā)文，證明了在Nd3+摻雜的KPb2Cl5雪崩納米粒子中的本征光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)IOB，并在發(fā)光和非發(fā)光狀態(tài)之間，以高對比度切換，還具有雙穩(wěn)態(tài)的滯后特性。

　　圖1: KPb2Cl5:Nd3+ 雪崩納米粒子avalanching nanoparticles，ANPs中的本征光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)intrinsic optical bistability，IOB。

　　圖2: KPb2Cl5:Nd3+雪崩納米粒子ANPs的雙穩(wěn)態(tài)發(fā)光。

　　圖3: KPb2Cl5:Nd3+雪崩納米粒子ANPs中的本征光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)IOB模型。

　　圖4: 發(fā)光滯后的時間調(diào)制。

　　圖5: 基于不穩(wěn)定渡越crossing，雪崩納米粒子ANPs的光開關(guān)。

　　還說明了一種低溫非熱機(jī)制non-thermal mechanism，其中本征光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)IOB源于Nd3+離子中，被抑制的非輻射弛豫和光子雪崩的正反饋，導(dǎo)致極端>200階光學(xué)非線性。激光脈沖調(diào)制還調(diào)節(jié)了滯后寬度，雙激光激發(fā)實(shí)現(xiàn)了類似晶體管的光開關(guān)。這種納米級本征光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)IOB的調(diào)控機(jī)制，為光子器件建立了雪崩納米粒子，從而實(shí)現(xiàn)了利用光來操縱光。

       參考文獻(xiàn)： 中國光學(xué)期刊網(wǎng)

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