High-efficiency wavelength-conversion in metal nano-net structures with threefold rotational symmetry

具有三重旋转对称性的金属纳米网结构的高效波长转换

• 批准号: 25600109
• 负责人: KONISHI Kuniaki
• 金额: $ 2.33万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-25600109/
• 关键词: メタマテリアル; 非線形光学効果; 偏光; 波長変換

Nonlinear metamaterials which consist of sub-wavelength artificial structures created by state-of-the-arts nanofabrication technology have been attracting attentions as new class of materials which enhance nonlinear optical responses. Symmetry of structures is critical for polarization control in nonlinear optical processes, such as second-harmonic generation (SHG), which is important as a wavelength-conversion technique. In this study, we aimed to fabricate high-efficiency and polarization-controllable SHG device using metal nano-net structures with threefold rotational symmetry. We demonstrate that, in achiral metal nanostructures with threefold rotational symmetries, a circularly polarized fundamental beam produces a countercircularly polarized second-harmonic beam. These presented results are of practical importance for developing ultra-small circularly polarized light emitter and wavelength-conversion devices by using conventional semiconductor and/or metallic materials.

非线性超材料是利用纳米纤维技术制造的亚波长人工结构，作为一类能够增强非线性光学响应的新型材料，近年来受到了广泛的关注。结构的对称性对于非线性光学过程中的偏振控制是至关重要的，例如作为波长转换技术的二次谐波产生（SHG）。在本研究中，我们的目标是利用具有三重旋转对称性的金属纳米网络结构来制作高效率且偏振可控的二次谐波器件。我们证明，在非手性金属纳米结构与三重旋转对称性，圆偏振的基本光束产生一个反圆偏振的二次谐波光束。这些结果对于利用传统的半导体和/或金属材料研制超小型圆偏振光发射器和波长转换器件具有实际意义。

项目成果

構造の三回回転対称性を活用した波長変換技術とその応用

利用三重旋转对称结构的波长转换技术及其应用

• 发表时间: 2014
• 作者: 石井俊太郎;樋口卓也;Jia Li;Jakob Larsson;小西邦昭;五神真;小西邦昭
• 通讯作者: 小西邦昭

Polarization-Controlled Circular Second-Harmonic Generation from Metal Hole Arrays with Threefold Rotational Symmetry

• DOI: 10.1103/physrevlett.112.135502
• 发表时间: 2014-04-02
• 期刊: PHYSICAL REVIEW LETTERS
• 影响因子: 8.6
• 作者: Konishi, Kuniaki;Higuchi, Takuya;Kuwata-Gonokami, Makoto
• 通讯作者: Kuwata-Gonokami, Makoto

Controlling circularly-polarized emission and second-harmonic generation with artificial nanostructures

用人造纳米结构控制圆偏振发射和二次谐波产生

• 发表时间: 2014
• 作者: Kuniaki Konishi;Makoto Kuwata-Gonokami
• 通讯作者: Makoto Kuwata-Gonokami

三回回転対称金属ナノ周期構造からの円偏光第二次高調波発生

三重旋转对称金属纳米周期结构产生圆偏振二次谐波

• 发表时间: 2013
• 作者: Kuniaki Konishi;Makoto Kuwata-Gonokami;小西邦昭;小西邦昭
• 通讯作者: 小西邦昭

三回回転対称性を有する人工ナノ構造を利用した波長変換技術の開拓

利用三重旋转对称的人造纳米结构开发波长转换技术

• 发表时间: 2014
• 作者: 石井俊太郎;樋口卓也;Jia Li;Jakob Larsson;小西邦昭;五神真
• 通讯作者: 五神真