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【資訊】光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)材料-光開關(guān) | Nature Photonics

更新時(shí)間:2025-02-19點(diǎn)擊次數(shù):851

光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)材料Optically bistable materials響應(yīng)于具有兩個(gè)可能光學(xué)輸出的單個(gè)輸入,這取決于激發(fā)過程歷史。這種雙穩(wěn)態(tài)材料,對于光開關(guān)和存儲(chǔ)器是理想的,但是對于本征光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)intrinsic optical bistability (IOB)的有限理解,阻礙了適用于器件的納米級(jí)本征光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)IOB材料的發(fā)展。


  近日,美國 勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室(Lawrence Berkeley National Laboratory)Artiom Skripka, Bruce E. Cohen, Emory M. Chan等,在Nature Photonics上發(fā)文,證明了在Nd3+摻雜的KPb2Cl5雪崩納米粒子中的本征光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)IOB,并在發(fā)光和非發(fā)光狀態(tài)之間,以高對比度切換,還具有雙穩(wěn)態(tài)的滯后特性。


  圖1: KPb2Cl5:Nd3+ 雪崩納米粒子avalanching nanoparticles,ANPs中的本征光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)intrinsic optical bistability,IOB。

  圖2: KPb2Cl5:Nd3+雪崩納米粒子ANPs的雙穩(wěn)態(tài)發(fā)光。

  圖3: KPb2Cl5:Nd3+雪崩納米粒子ANPs中的本征光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)IOB模型。

  圖4: 發(fā)光滯后的時(shí)間調(diào)制。

  圖5: 基于不穩(wěn)定渡越crossing,雪崩納米粒子ANPs的光開關(guān)。

  

  還說明了一種低溫非熱機(jī)制non-thermal mechanism,其中本征光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)IOB源于Nd3+離子中,被抑制的非輻射弛豫和光子雪崩的正反饋,導(dǎo)端>200階光學(xué)非線性。激光脈沖調(diào)制還調(diào)節(jié)了滯后寬度,雙激光激發(fā)實(shí)現(xiàn)了類似晶體管的光開關(guān)。這種納米級(jí)本征光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)IOB的調(diào)控機(jī)制,為光子器件建立了雪崩納米粒子,從而實(shí)現(xiàn)了利用光來操縱光。


       參考文獻(xiàn): 中國光學(xué)期刊網(wǎng)


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