Estudio del rendimiento de la emisión espontánea amplificada de puntos cuánticos coloidales basado en una estructura híbrida guía de onda-plasmones superficiales
Los nanoláseres basados en la estructura de amplificación de plasmones superficiales por emisión estimulada de radiación (Surface Plasmon Amplification by Stimulated Emission of Radiation, Spaser) son una vía importante para lograr fuentes de luz coherentes integradas en chip que superan el límite de difracción. Este artículo diseña y fabrica una estructura híbrida de guía de onda-plasmones superficiales basada en Glass/Ag/SiO₂/puntos cuánticos coloidales (CQDs), y estudia el rendimiento de la emisión espontánea amplificada (Amplified Spontaneous Emission, ASE) de puntos cuánticos núcleo-cáscara ZnCdSe/ZnS de luz verde en dicha estructura. La estructura soporta modos híbridos guía de onda-plasmones superficiales altamente localizados, con un campo óptico fuertemente confinado en una capa intermedia ultras delgada de SiO₂ (~15 nm). Bajo el efecto Purcell, en comparación con una película pura de CQD, la vida útil de la fluorescencia de CQDs en la estructura Spaser se acorta significativamente y muestra una decaimiento biexponencial. Bajo bombeo óptico, el dispositivo logra una ASE polarizada TM con bajo umbral de 86 µJ∙cm⁻², con un grado de polarización lineal de 0.91; el ángulo de divergencia se reduce notablemente antes y después del umbral. Este estudio revela las reglas de regulación de las características ASE de CQD por el modo híbrido guía de onda-plasmones superficiales, proporcionando una base experimental y referencia física para desarrollar fuentes nanoscópicas integradas en chip con control de polarización basadas en métodos en solución.
关键词
puntos cuánticos coloidales; amplificación de plasmones superficiales por emisión estimulada; plasmones superficiales; emisión espontánea amplificada