Исследование свойств усиленного спонтанного излучения коллоидных квантовых точек на основе гибридной волноводно-поверхностноплазмонной структуры

YU Hao ,  

WANG Lei ,  

Zhao Yongsheng ,  

ZHANG Wentian ,  

YAO Xinxin ,  

ZHANG Keling ,  

LV Ying ,  

WANG Tienan ,  

GUO Xiaoyang ,  

SHEN Huaibin ,  

LIU Xingyuan ,  

,  

摘要

Нанолазеры на основе структуры усиления поверхностных плазмонов вынужденным излучением (Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission of Radiation, Spaser) являются важным способом создания интегрированных когерентных источников света, преодолевающих дифракционный предел. В данной работе разработана и изготовлена гибридная волноводно-поверхностноплазмонная структура на основе Glass/Ag/SiO₂/коллоидных квантовых точек (CQDs), изучена характеристика усиленного спонтанного излучения (Amplified Spontaneous Emission, ASE) зеленых ZnCdSe/ZnS ядро-оболочка квантовых точек в этой структуре. Структура поддерживает сильно локализованные гибридные волноводно-поверхностноплазмонные моды, оптическое поле сильно локализовано в сверхтонком (~15 нм) слое разделителя SiO₂. Под влиянием эффекта Пёрселла, по сравнению с чистой пленкой CQD, время флуоресценции CQDs в структуре Spaser значительно сокращается и проявляет двойное экспоненциальное затухание. При оптическом накачивании устройство демонстрирует ASE с TM-поляризацией и низким порогом 86 мкДж∙см⁻², степень линейной поляризации 0,91; до и после порога наблюдается заметное уменьшение угла расхождения. Исследование выявляет закономерности управления ASE CQD гибридным волноводно-поверхностноплазмонным модом, обеспечивая экспериментальную базу и физические ориентиры для развития интегрированных на чипе наноисточников света с контролем поляризации, изготовленных растворно-на основе технологии.

关键词

коллоидные квантовые точки; усиление поверхностных плазмонов вынужденным излучением; поверхностные плазмоны; усиленное спонтанное излучение

阅读全文