Analysis of a multi-mode plasmonic nano-laser with an inhomogeneous distribution of molecular emitters
推广Lamb的约化密度矩阵激光理论，分析了由金球和许多染料分子组成的等离子体纳米激光器中的非均匀分子耦合和模式关联。分子的不均匀性是通过模拟它们在球体周围的随机分布来解释的。我们的分析表明，为了获得激光，我们必须采用大量的强驱动分子来补偿等离子体激元模式的强阻尼。然而，紧凑的分子排列可以导致分子能量偏移，从而减少等离子体激元模式的激发，并最终表明任何特定系统的等离子体激元激发的最大极限。
2017-04-26 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Magnetically dependent plasmon drag in permalloy structures
在脉冲激光照射下，坡莫合金光栅状结构中观察到显著的光电压。电信号在等离子体共振条件下增强，并且显示出对具有特征磁滞的磁场的明显依赖性。估计表明，这种效应不能仅仅用激光诱导加热来解释。讨论了替代机制。
2020-10-24 cond-mat.mes-hall physics.optics
Laser-driven parametric instability and generation of entangled photon-plasmon states in graphene and topological insulators
我们表明，一个强的红外激光束倾斜入射到石墨烯可以经历一个参数不稳定性衰减成低频（闲频）光子和太赫兹表面等离子体。这种不稳定性是由于石墨烯的空间色散引起的强烈的面内二阶非线性响应。参量衰减导致THz等离子体激元的有效产生，并引起闲频光子和表面等离子体激元态的量子纠缠。类似的过程可以由拓扑绝缘体如Bi $_2$ Se $_3$的表面态支持。
2016-04-08 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Influence of surface plasmon polaritons on laser energy absorption and structuring of surfaces
飞秒或皮秒激光脉冲实验中激光能量吸收的精确计算对于描述周期性表面结构的形成是非常重要的。在粗糙的材料表面、裂纹或台阶边缘上，超短激光脉冲可以激发表面等离子体激元（SPP），即耦合到激光-电磁波的表面等离子体激元。这种等离子体波和入射脉冲的干涉导致沉积在样品表面上的激光能量的周期性调制。在目前的工作中，在一个双温度模型的框架内，我们提出了解析形式的源项，它考虑到SPP激发的电介质-金属界面的阶跃边缘时，照射的超短激光脉冲在垂直入射。以金为例，定量分析了激光脉冲参数对能量吸收的影响。这一结果可用于纳米光子的应用和电子和晶格温度的演变，因此，在受控条件下形成的预定属性的表面的理论研究。
2019-09-02 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Ultrafast laser-induced subwavelength structures towards nanoscale: the significant role of plasmonic effects
近年来，通过控制复杂人造结构上的表面等离子体激元（SPs）来实现对光的超越衍射极限的操控，引起了人们极大的兴趣。然而，在这里，我们证明了在短脉冲激光烧蚀超快活性等离子体结构自发产生凭借等离子体效应，而不是人类的聪明才智。首先，分裂的激光诱导的亚波长光栅，实验证明在ZnO，Si和GaAs，被证实起源于SP模式的转换从共振到非共振模式，并进一步同相或反相非对称模式。此外，随着脉冲数的增加，激光诱导结构的普遍缩小是来自于等离子体相互作用的物理机制从光学机制到静电机制的转换，这可能会引起准静态SP，其相互作用尺度远远超过衍射极限，并导致超快，非热烧蚀的非凡的静电增强。等离子体激元机制揭示了超快激光诱导纳米结构的深亚波长空间尺度和超短时间尺度之间的联系：基本上，“纳米尺度”倾向于消除电磁延迟效应并对入射场产生瞬时响应，并引起静电相互作用和巨大的局域场增强，从而在巨大的静电力驱动下促进超快烧蚀。因此，同时提供“纳米级”和“超快”的活性等离子体结构易于在超快烧蚀中形成。此外，等离子体激元机制可以作为一种强大的“进化力”，在多脉冲烧蚀中发挥作用，促进共振纳米结构的生长--各种典型的等离子体激元结构可以通过多脉冲演化自生成，这可以被认为是一种自然等离子体激元。
2012-05-28 cond-mat.mes-hall physics.optics physics.plasm-ph
Ultrafast Energy Transfer Between Molecular Assemblies and Surface Plasmons in the Strong Coupling Regime
采用基于耦合Maxwell-Liouville-von Neumann方程的自洽模型研究了纳米材料中等离子体激元与量子发射体相互作用的非线性光学动力学。结果表明，超短共振激光脉冲显着修改这样的混合系统的光学性质。它进一步表明，相互作用的分子和等离子体激元之间的能量转移发生在飞秒时间尺度上，可以控制与材料和激光参数。
2013-10-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast energy absorption and photoexcitation of bulk plasmon in crystalline silicon subjected to intense near-infrared ultrashort laser pulses
研究了12 fs近红外激光脉冲辐照下体硅的非线性响应和能量吸收。根据激光强度，我们区分两个制度的非线性吸收的激光能量：低强度，能量沉积和光电离涉及微扰三光子跃迁通过硅的直接带隙。对于接近和高于10 $^{14}$ W/cm $^2$的激光强度，对应于10 $^{22}$ cm $^{-3}$量级的光生载流子密度，我们发现由于体等离子体共振的激发，在近红外波长处的吸收大大增强。在这种情况下，能量转移到电子超过几倍的热熔化阈值的Si。的光激发固体的光学反射率被发现与现有的实验数据有很好的定性协议。特别是，该模型预测的光激发的Si的反射率曲线作为激光能量密度的函数的主要特征是由与泡利不相容原理和Drude自由载流子响应相关联的状态和带填充之间的竞争。的光激发固体的非线性响应也研究了硅与序列的两个强的和暂时的非重叠的脉冲的照射。两个脉冲的累积效应在沉积能量方面是非加性的。由于自由载流子的吸收，第二脉冲前沿的光电离和能量吸收大大增强。
2020-03-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
The role of focused laser plasmonics in shaping SERS spectra of molecules on nanostructured surfaces
Institute for Interdisciplinary Research in Bio-Nano-Sciences, Babes-Bolyai University（巴比什-博约伊大学跨学科生物纳米科学研究所）
研究揭示了激光焦点与固态纳米结构基底轴向位置对SERS光谱的影响，发现其遵循洛伦兹型轴向分布，且不同谱区强度比依赖焦点位置，FDTD模拟显示这是由等离子体近场响应导致的。
2026-03-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Optical Hoovering on Plasmonic Rinks
传导材料上的表面波的激发提供了能够通过等离子体激元力或光束牵引器使材料滑移的接近无电阻的界面。类似于一个冰球场，作为证明的原则等离子体辅助光学牵引，或吸尘器，水滴在黄金表面上被证明。观察到阈值和运动的变化，并可以通过SEM测量的显著粗糙度的存在来解释。该演示开辟了一条直接集成各种光学和等离子体滑翔技术的道路。讨论了改进传输的方法和跨越可配置微流体、天线、诊断、传感和有源器件的潜在应用。
2019-03-25 cond-mat.mes-hall
Remote plasmon--induced heat transfer probed by the electronic transport of a gold nanowire
在本文中，我们表明，共振等离子体天线的光激发和扩散沿一个简单的玻璃/空气界面产生的热量干扰附近的导电元件的电子输运。通过探测金纳米线$R_{\rm nw}(T)$的温度依赖性电阻，我们定量分析了天线对激光的共振吸收的影响。我们发现，在纳米线处的温度上升引起的激光吸收的一个遥远的纳米粒子可能会超过一个直接照射的纳米线本身。我们还发现，一个全球性的温度校准低估了本地产生的热量的激光。通过数值模拟验证了由电阻变化推导出的温度与理论值的一致性。
2016-03-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Terahertz quantum cascade lasers with thin resonant-phonon depopulation active regions and surface-plasmon waveguides
我们报道了三阱，共振声子减少太赫兹量子级联激光器与半绝缘表面等离子体波导和减少有源区（AR）的厚度。比较了厚度为10、7.5、6和5 μm的器件的阈值电流密度、最高工作温度、输出功率和AR温度。较薄的AR对外延生长的技术要求较低，并且导致器件的电加热减少。然而，发现7.5 μ m厚的器件在阈值处提供最低的电功率密度，因为它们代表了低电阻和低阈值增益之间的最佳权衡。
2013-03-13 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Plasmon-enhanced second harmonic generation in the laser-irradiated cubic metal nanoparticles
首次采用流体力学近似和冷等离子体近似计算了亚波长中性金属立方纳米粒子的等离子体增强二次谐波产生。该理论的发展，考虑到所有的奇异性的电磁场在立方纳米粒子表面。结果进行比较的线性情况下的纳米立方体和球形纳米粒子。在后一种情况下，它们表现出非常强的局部场强和二次谐波信号的增强。
2016-02-12 cond-mat.mes-hall
Coupling light into graphene plasmons through surface acoustic waves
我们提出了一个方案，耦合激光到石墨烯等离子体的帮助下，电产生的表面声波。表面声波形成衍射光栅，其允许用红外激光激发杂化石墨烯等离子体-声子色散的长寿命声子状分支。我们的方法避免了石墨烯片的图案化，不依赖于复杂的光学近场技术，并允许电切换远场辐射和传播石墨烯等离子体之间的耦合。
2013-09-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Stepwise quantum phonon pumping in plasmon-enhanced Raman scattering
等离子体增强拉曼散射（PERS）成为非线性时，声子泵浦和声子受激散射发挥作用。这是理解PERS及其光漂白行为的基础。通过将分子振动相干态量子化为声子数态，我们从理论上预言了PERS强度与激光功率的阶梯关系。实验证据是通过测量一个单层的孔雀石绿异硫氰酸酯分子夹在单独的金纳米球平面天线，在径向偏振激光激发的亚微瓦功率。
2017-05-30 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Amplification of surface plasmons in graphene-black phosphorus injection laser heterostructures
我们提出并评估了基于石墨烯层（GL）的异质结构（p $^+$ PL-PL-GL异质结构），该异质结构具有从侧面接触的横向电子注入和经由黑磷层（PL）的空穴垂直注入。由于从PL注入GL的空穴的能量相对较小（约100 meV，小于GL中光学声子的能量（约200 meV）），空穴注入可以有效地冷却GL中的二维电子-空穴等离子体。这简化了带间布居数反转的实现和在太赫兹（THz）频率范围内实现负动态电导率，使得能够放大表面等离子体激元模式。后者可导致等离子体激元激光。等离子体激元到输出辐射的转换可以用于新型的THz源。
2019-01-03 cond-mat.mes-hall
Effects of Mid-infrared Graphene Plasmons on Photothermal Heating
我们从理论上研究了石墨烯基体系在中红外激光照射下的等离子体激元加热，其中石墨烯等离子体激元谐振器的周期性阵列放置在介电薄膜上。光学共振对结构参数和石墨烯层的数量敏感。在中红外激光辐照下，计算了稳态温度梯度。我们发现，石墨烯等离子体激元显着增强了系统中的电磁场的约束，并导致一个大的温度上升相比，没有石墨烯的情况下。讨论了系统中温度变化与光功率、光斑大小和介质层导热系数的关系。数值结果与实验结果相一致。
2019-12-17 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Theory for heating of metals assisted by Surface Plasmon Polaritons
我们提出了一个模型占等离子体激元内的两个温度的描述，调查的作用，表面等离子体激元极化激元（SPP）在激光激发的电子和晶格之间的能量重新分配，导致表面重组的材料。这种能量转移可以导致在超短激光脉冲照射下在金属中产生激光诱导的表面结构。应用微扰论方法，从金属中自由电子的能量、动量和密度守恒方程出发，建立了双温模型+等离子体激元（TTM+P）方程。我们考虑三个子系统：晶格，热化电子和SPP，受到外部激光场照射。激光场和SPP场之间的干涉导致电子系统的空间调制能量吸收，并且通过电子-声子碰撞，周期性地形成晶格温度。对金的一维模型进行了数值分析。我们显示的晶格温度，这可能有助于激光诱导的周期性表面结构（LIPSS）的周期性调制的出现。
2021-05-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Lithography-free plasmonic color printing with femtosecond laser on semicontinuous silver films
利用非连续金属膜的等离子体激元彩色印刷是一种无平版印刷、不褪色且环境友好的产生明亮颜色的方法。这种薄膜由金属纳米颗粒组成，根据纳米颗粒的大小和形状，在光照下会在不同的波长下共振。为了实现在更宽的颜色范围和增加的稳定性方面优化的实验证明的结构，可变Ag非连续金属膜沉积在具有亚波长厚的电介质间隔物的金属镜上。然后引入飞秒激光后处理，通过光谱诱导的从蓝色到绿色、红色和黄色的变化来扩展色域。解决了结构的长期稳定性和耐久性问题，以实现具有优化的外涂层介电层的不褪色颜色。所提出的设计的厚度是在100纳米的数量级上，并且它可以沉积在任何衬底上。这些结构在反射中产生广泛的持久颜色，可以应用于现实生活中的艺术或技术应用，空间分辨率为0.3 mm或更小。
2020-09-25 cond-mat.mes-hall physics.app-ph
Singular enhancement of emission of entangled photons for surface plasmon polaritons
研究了超光传播激光诱导非线性极化时金属-介质界面光子对的发射。使用激光波的倾斜入射，由于多普勒效应，可以调谐所生成的光子的频率。对于每一个小于激发极化频率的频率，都存在一个激发角。发射的光子对处于偏振纠缠态。估计了排放量。
2014-05-06 cond-mat.mes-hall quant-ph
