A nonlinear plasmonic antenna switch as building block for ultracompact photonic devices.

非线性等离子体天线开关作为超紧凑光子器件的构建模块。

基本信息

  • 批准号:
    EP/H019669/1
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 14.2万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    英国
  • 项目类别:
    Research Grant
  • 财政年份:
    2010
  • 资助国家:
    英国
  • 起止时间:
    2010 至 无数据
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Active control over light on nanometer length scales holds promise for many applications in modern science and technology, ranging from optical telecommunication to coherent quantum information. In this First Grant we will develop a new class of ultracompact photonic devices based on nanoscale plasmonic antennas. Plasmonics, the science dealing with confining light at the surface of metals, has the potential to become one of the key nanotechnologies capable of combining electric and photonic components on a single chip. Photonic integration is important to achieve medium-range information transfer and chip-to-chip interconnects in next-generation communication networks.Analogous to their radiowave counterparts, plasmonic nanoantennas are ideal structures for matching incident optical radiation to a nanoscale volume. We propose that the small footprint and ultrafast response of a single antenna can be used to design a new type of ultrafast optical transistor. We introduce here a novel design of an antenna optical switch capable of producing a large modulation depth and requiring only a fraction of the optical power used in state-of-the-art microphotonic switches. In the first part of the project we will demonstrate the proof-of-principle of antenna switching. In the second part, we will integrate a nanoantenna onto a silicon photonic waveguide. We will use the antenna to control the transmission of the photonic waveguide using its very strong scattering at the resonant plasmon wavelength. During our experiments we will work together with a UK fiber-laser company in optimizing a new light source for single-nanoantenna ultrafast spectroscopy.As a follow-on to this project, we will explore the use of antenna switches as saturable absorber medium in a novel class of ultrafast semiconductor lasers. For this we build on the very strong expertise already present in Southampton on semiconductor lasers. The proposed research programme will combine fundamental scientific research with novel technological applications, bringing together yet unconnected fields of research. Successes will benefit to a new generation of light-driven information technology and to low-cost ultrafast lasers for use in applications like biosensing and terahertz generation. Although the initial research will be at a fundamental level, its results will have a large application perspective, with potential benefits to the UK photonics industry.
对纳米长度尺度上的光进行主动控制为现代科学技术中的许多应用带来了希望,从光通信到相干量子信息。在第一笔拨款中,我们将开发一种基于纳米级等离子体天线的新型超紧凑光子器件。等离激元学是一门研究将光限制在金属表面的科学,有潜力成为能够在单个芯片上结合电子和光子组件的关键纳米技术之一。光子集成对于在下一代通信网络中实现中程信息传输和芯片间互连非常重要。与无线电波对应物类似,等离子体纳米天线是将入射光辐射与纳米级体积相匹配的理想结构。我们建议利用单个天线的小尺寸和超快响应来设计新型超快光学晶体管。我们在这里介绍一种新颖的天线光开关设计,能够产生大的调制深度,并且只需要最先进的微光子开关中使用的光功率的一小部分。在该项目的第一部分,我们将演示天线切换的原理验证。在第二部分中,我们将把纳米天线集成到硅光子波导上。我们将使用天线来控制光子波导的传输,利用其在共振等离子体波长下非常强的散射。在我们的实验过程中,我们将与一家英国光纤激光器公司合作,优化单纳米天线超快光谱的新光源。作为该项目的后续项目,我们将探索在新型超快半导体激光器中使用天线开关作为可饱和吸收介质。为此,我们以南安普顿现有的半导体激光器方面非常强大的专业知识为基础。拟议的研究计划将把基础科学研究与新颖的技术应用结合起来,汇集尚未相互关联的研究领域。成功将有利于新一代光驱动信息技术以及用于生物传感和太赫兹发电等应用的低成本超快激光器。尽管最初的研究将处于基础水平,但其结果将具有广阔的应用前景,对英国光子学行业具有潜在的好处。

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Ultrafast dephasing of light in strongly scattering GaP nanowires.
强散射 GaP 纳米线中光的超快相移。
  • DOI:
    10.1103/physrevlett.106.143902
  • 发表时间:
    2011
  • 期刊:
  • 影响因子:
    8.6
  • 作者:
    Abb M
  • 通讯作者:
    Abb M
Ultrafast Plasmonic Nanoantenna-ITO Hybrid Switches
超快等离子体纳米天线-ITO 混合开关
Formation and plasmonic response of self-assembled layers of colloidal gold nanorods and branched gold nanoparticles.
  • DOI:
    10.1021/la300199j
  • 发表时间:
    2012-03
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    K. M. Schulz;S. Abb;R. Fernandes;Martina Abb;A. Kanaras;O. Muskens
  • 通讯作者:
    K. M. Schulz;S. Abb;R. Fernandes;Martina Abb;A. Kanaras;O. Muskens
Transparent conducting oxides for active hybrid metamaterial devices
  • DOI:
    10.1088/2040-8978/14/11/114007
  • 发表时间:
    2012-11-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.1
  • 作者:
    Abb, Martina;Sepulveda, Borja;Muskens, Otto L.
  • 通讯作者:
    Muskens, Otto L.
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