Forschungsfortschritte bei oberflächenplasmonischen Metall-Isolator-Halbleiter-Wellenleiterlasern

HE Qing-ye ,  

LI Guo-hui ,  

PAN Deng ,  

JI Ting ,  

WANG Wen-yan ,  

CUI Yan-xia ,  

摘要

Nanolaser haben ein breites Anwendungspotential in den Bereichen optische Kommunikation, Holographie und biomedizinische Bildgebung. Oberflächenplasmon-Polaritonen (Surface plasmon polariton, SPP) breiten sich entlang der Metalloberfläche aus, basierend auf dieser Eigenschaft können niederenergetische Nanolaser hergestellt werden, die die Beugungsgrenze überwinden. Sie verfügen nicht nur über kleine Abmessungen, sondern können auch den Purcell-Effekt anregen und zeigen eine höhere spontane Emissionseffizienz. In den letzten Jahren wurden SPP-Laser auf Basis von Metall-Isolator-Halbleiter (MIS) Wellenleiterstrukturen aufgrund ihrer starken Modenbegrenzung vielfach berichtet. Diese Arbeit gibt einen Überblick über auf MIS-Strukturen basierende SPP-Laser. Zunächst wird das Arbeitsprinzip von SPP-Lasern vorgestellt, anschließend das Arbeitsprinzip von nanoscheiben- und nanodrahtförmigen SPP-Lasern auf Basis des MIS-Wellenleiters erläutert. Dann werden je nach Verstärkermaterial die Forschungsfortschritte bei SPP MIS Wellenleiterlasern mit Verstärkermaterialien aus II-VI- und III-V-Halbleitern sowie Perowskiten vorgestellt. Abschließend wird die Arbeit zusammengefasst und ein Ausblick auf die zukünftige Entwicklung und Herausforderungen von SPP-Lasern auf MIS-Wellenleitern gegeben.

关键词

oberflächenplasmonen; metall-isolator-halbleiter; laser; nanoscheibe; nanodraht

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