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科学家用宽带隙半导体材料推进非线性光学技术进步

2021-06-10 09:15:52来源:cnBeta 阅读量:17106

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导读:现在,包括EPFL在内的一个国际科学家团队已经在一个由氮化铝铟镓制成的波导中实现了紫外光及物质混合态的巨大非线性,该波导是固态照明技术和蓝色激光二极管背后的一种宽带隙半导体材料。
  超快非线性光子学领域现在已成为众多研究的焦点,因为它能在前沿的芯片上光谱学和信息处理中可以实现大量的应用。后者尤其需要一种强烈的强度依赖性的光学折射率,它能以甚至超过皮秒时间尺度和适合集成光子学的亚毫米尺度来调制光学脉冲。
 
  尽管在这一领域取得了巨大的进展,但目前还没有为紫外线(UV)光谱范围提供这种功能的平台。现在,包括EPFL在内的一个国际科学家团队已经在一个由氮化铝铟镓制成的波导中实现了紫外光-物质混合态("激子-极子")的巨大非线性,该波导是固态照明技术(如白色LED)和蓝色激光二极管背后的一种宽带隙半导体材料。
 
  这项研究发表在《自然通讯》上,源自于谢菲尔德大学、圣彼得堡ITMO、查尔姆斯理工大学、冰岛大学和EPFL基础科学学院物理研究所的LASPE之间的合作。
 
  科学家们使用了一个紧凑的100微米长的装置测量了紫外线脉冲的超快非线性光谱增宽,其非线性比在普通紫外线非线性材料中观察到的要大1000倍,这与非紫外线偏振子装置相当。使用氮化铝铟镓是向用于前沿光谱学和测量的新一代集成紫外非线性光源迈出的重要一步。
 
  参与这项研究的EPFL的Raphaël Butté说:"该系统是一个高度稳健和成熟的半导体平台,在紫外光谱范围内显示出强激子光学转换,并且在室温下有着同样的表现。系统中的非线性激子相互作用可与其他偏振子材料系统中的相互作用相媲美,例如砷化镓和过氧化物,然而,它们不能同时在紫外线和室温下工作。"
 
  (原标题:科学家用宽带隙半导体材料推进非线性光学技术进步)

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