摘要
表面プラズモン励起放射増幅構造（Surface plasmon amplification by stimulated emission of radiation、Spaser）を基にしたナノレーザーは、回折限界を突破するオンチップコヒーレント光源実現の重要な手段です。本論文では、Glass/Ag/SiO₂/コロイド量子ドット（CQDs）を基にしたハイブリッド導波路-表面プラズモン極化子構造を設計および製作し、この構造中の緑色発光ZnCdSe/ZnSコアシェル量子ドットの増幅自発放射（Amplified spontaneous emission、ASE）性能を研究しました。本構造は高度に局在化されたハイブリッド導波路-表面プラズモン極化子モードをサポートし、光場は超薄膜（約15nm）のSiO₂間隔層に強く局在化されています。パーセル効果の影響で、純粋なCQD薄膜と比較してSpaser構造内CQDsの蛍光寿命は著しく短縮され、二重指数減衰特性を示しました。光励起条件下で、本デバイスは86 µJ∙cm⁻²という低い閾値のTM偏光ASEを実現し、線偏光度は0.91、閾値前後の発散角も明らかに低減しました。本研究は、ハイブリッド導波路-表面プラズモン極化子モードによるCQDのASE特性制御規則を明らかにし、溶液プロセスに基づく偏光制御可能なオンチップ集積ナノ光源の開発に実験的根拠および物理的参照を提供します。
关键词
コロイド量子ドット;表面プラズモン励起放射増幅;表面プラズモン極化子;増幅自発放射
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