Origin of shape resonance in second-harmonic generation from metallic nanohole arrays.
Origin of shape resonance in second-harmonic generation from metallic nanohole arrays.
复制标题
金属纳米孔阵列二次谐波产生中形状共振的起源
DOI：
10.1038/srep02358
复制
发表时间：
2013
影响因子：
4.6
通讯作者：
Li, Zhi-Yuan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wang, Ben-Li;Wang, Rui;Liu, R. J.;Lu, X. H.;Zhao, Jimin;Li, Zhi-Yuan
对于某些特定的几何形状，在金薄膜中穿孔的具有不同纵横比的亚波长矩形气孔周期性阵列的二次谐波产生（SHG）可以得到共振增强。在这里，我们阐明了这种形状共振效应的物理起源。建立了非线性耦合模理论来解决纳米级气孔内基波（FW）模式到二次谐波（SHW）模式的能量转换问题。它揭示了几种物理机制，包括FW模式激励幅度、FW-SHW模式空间重叠、FW-SHW模式相位失配和SHW模式衰减，都是几何形状敏感的，并且共同作用以诱发SHG形状共振效应。该理论与实验观察结果非常吻合，并为长期强调但难以捉摸的形状效应提供了准确而完整的解释。这项研究可能会激发更深入的见解，以可视化一般非线性纳米光子过程，并为工程高效非线性纳米光子器件铺平道路。
Second-harmonic generation (SHG) from periodic arrays of subwavelength rectangular air hole with various aspect ratios perforated in gold thin films can get resonantly enhanced for some specific geometric shapes. Here we clarify the physical origin of this shape resonance effect. A nonlinear coupled-mode theory is set up to solve energy conversion from fundamental wave (FW) mode to second-harmonic wave (SHW) mode within the nanoscale air hole. It reveals that several physical mechanisms, including the FW mode excitation amplitude, FW-SHW modal spatial overlap, FW-SHW mode phase mismatch and SHW mode attenuation, are all geometric shape sensitive and altogether act to induce the SHG shape resonance effect. The theory agrees well with experimental observations and provides an accurate and complete explanation for the long-emphasized but elusive shape effect. The study may stimulate deeper insights to visualize general nonlinear nanophotonic processes and pave the way to engineering high-efficiency nonlinear nanophotonic devices.
登录
查看更多内容
影响因子：
35
作者：
Oulton, R. F.;Sorger, V. J.;Zhang, X.
通讯作者：
Zhang, X.
影响因子：
8.6
作者：
Gordon, R;Brolo, AG;Kavanagh, KL
通讯作者：
Kavanagh, KL
DOI：
10.1088/1464-4258/7/2/016
发表时间：
2005-02-01
期刊：
JOURNAL OF OPTICS A-PURE AND APPLIED OPTICS
影响因子：
--
作者：
Airola, M;Liu, Y;Blair, S
通讯作者：
Blair, S
影响因子：
8.6
作者：
Chang, Chih-Wei;Liu, Ming;Zhang, Xiang
通讯作者：
Zhang, Xiang
影响因子：
10.8
作者：
Ko, Kaspar D.;Kumar, Anil;Toussaint, Kimani C., Jr.
通讯作者：
Toussaint, Kimani C., Jr.