Experimental investigation of circular Bragg phenomenon exhibited by a mirror-backed chiral sculptured thin film
倾斜入射光的实验表明，由金属镜支撑的手性雕刻薄膜的所有四个圆形反射率都包含圆形布拉格现象的有力证据。当反射镜被移除时，仅在共偏振和共手反射光谱中发现该现象的强有力证据。
2015-12-09 physics.optics
Characteristics of the Sculptured Cu Thin Films and Their Optical Properties as a function of deposition rate
采用不同的沉积速率在玻璃衬底上制备了雕塑铜薄膜。利用X射线衍射仪（XRD）、原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）对薄膜的结构和形貌进行了表征。用分光光度法在340-850 nm范围内测定了它们的光学性质。使用Scot软件包对膜结构进行建模，并将计算的光学透射率结果拟合到实验数据，并获得实部和虚部折射率、膜厚度和膜结构中金属夹杂物的分数。
2010-11-07 physics.optics
Spectral Remittances of Chiral Sculptured Zirconia Thin Films in Non-axial propagation
采用分段均匀近似方法和Bruggeman均匀化方法，考虑非轴向传播时介电函数的色散，计算了右手手性氧化锆雕塑薄膜的透射和反射光谱。在交叉极化反射率中观察到第一和第二布拉格峰，并且很明显，增加方位角显著影响线偏振态的光谱。这与圆偏振态相反。
2010-10-31 physics.optics
Sculptured-thin-film plasmonic-polaritonics
Kretschmann组态边值问题的求解表明，在充分薄的金属膜和雕塑薄膜（STF）的平面界面上，表面等离子体激元（SPP）波的相速度取决于用物理气相沉积法制备STF时所用的气相入射角。此外，可以通过周期性地改变蒸气入射角来设计相速度。SPP波的相速度可以通过选择较高的平均值和/或蒸汽入射角的调制幅度来设置。
2008-01-08 physics.optics
Engineering the phase speed of surface-plasmon wave at the planar interface of a metal and a chiral sculptured thin film
修正的Kretschmann组态的边值问题的解决方案表明，足够薄的金属膜和手性雕塑薄膜（STF）的平面界面引导的表面等离子体波的相速度取决于蒸汽的入射角，而制造的手性STF的物理气相沉积。因此，可以通过选择适当的气相沉积角值（除了金属和蒸发物种类之外）来非常简单地设计相速度。
2007-11-06 physics.optics
On Calibration of a Nominal Structure-Property Relationship Model for Chiral Sculptured Thin Films by Axial Transmittance Measurements
利用连续双沉积技术制备了一种手性氧化钛雕塑薄膜。轴向透射率光谱是在包含轴向激发的布拉格制度的光谱区域上测量的。使用标称结构-性质关系模型计算相同的光谱，并探索模型的参数空间，以获得计算和测量的透射率的最佳拟合。对轴向透射率测量校准模型所产生的歧义被证明是可解决的使用非-轴向透射率测量。
2019-07-24 physics.optics
Porosity Effect on Surface Plasmon Resonance from Metallic Sculptured Thin Films
当使用由金属制成且厚度为$\leq50$ nm的雕刻薄膜（STF）代替Kretschmann配置中的致密金属层时，包括平行倾斜纳米线的STF的实验数据显示，仍然可以激发表面等离子体共振（SPR）。随着所选STF的孔隙率增加，实验数据和数值模拟表明，SPR倾角相对于激发平面波的入射角变宽，并最终消失，留下一个残余峰附近的发病全内反射制度。
2008-06-18 physics.optics
Multiple trains of same-color surface plasmon-polaritons guided by the planar interface of a metal and a sculptured nematic thin film. Part IV: Canonical problem
研究了表面等离子体激元（SPP）波在金属与沿垂直于界面方向周期性非均匀的雕塑薄膜（SNTF）平面界面上传播的正则问题.由此得到的色散方程的解证实了激发相同频率或颜色的多个SPP波的可能性。然而，这些SPP波在相速度、场结构和沿传播方向的e折叠距离方面不同。
2010-02-11 physics.optics
On Percolation and Circular Bragg Phenomenon in Metallic, Helicoidally Periodic, Sculptured Thin Films
在可见光和亚可见光频率范围内，利用局部均匀化的概念估计了薄膜螺旋双各向异性介质（TFHBMs）的介电常数并矢，TFHBMs是一类典型的金属螺旋周期结构雕塑薄膜.检查的介电常数并矢的组件，以及轴向激发，金属TFHBM半空间的共和交叉偏振反射率，揭示了三种不同的吸收介电-金属过渡将发生作为金属体积分数的增加，但只有两个将被光学感测使用正常入射平面波。第一个过渡显示，几乎消除了典型的轴向激发，介电TFHBMs显示的圆形布拉格现象。
2019-09-29 physics.optics
Characteristics of plasmonic at a metal /chiral sculptured thin film interface
采用传输矩阵方法，在Kretschman组态下，对金属薄膜与手性雕塑薄膜界面上表面等离子体激元的传输进行了理论研究。计算了在不同结构参数下，结构对线偏振P和S的光吸收随极入射角的变化关系。结果表明，当入射光为P偏振光时，存在多个等离子体激元峰，而当入射光为S偏振光时，存在较弱的等离子体激元峰。
2013-01-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Dyakonov-Tamm wave at the planar interface of a chiral sculptured thin film and an isotropic dielectric material
表面波，这里称为Dyakonov-Tamm波，可以存在于各向同性电介质材料和手性雕刻薄膜（STF）的平面界面处。由于手性STF的周期性非均匀性，与各向同性介电材料和柱状薄膜的平面界面处存在Dyakonov波的情况相比，各向同性材料的折射率的范围较小，但界面平面中的传播方向的范围大得多。
2007-06-28 physics.class-ph physics.optics
Surface-plasmon-polariton wave propagation guided by a metal slab in a sculptured nematic thin film
本文从理论上研究了金属平板在周期性非均匀雕塑介质薄膜SNTF中的表面等离子体激元~（SPP）波传播。在金属板的两侧上的SNTF的形态学上显著的平面可以相对于彼此对齐或扭曲。规范的边值问题制定，解决SPP波的传播，并检查，以确定板厚度的影响的SPP波的多重性和空间轮廓。发现板厚度的减小导致两个金属/SNTF界面的更强烈的耦合。但当金属板厚度增加时，两个界面之间的耦合减弱，SPP波局限于其中一个界面。两个金属/SNTF界面之间的耦合越大，相速度越小。
2010-06-16 physics.optics
Experimental and theoretical investigation of the co-occurrence of linear and circular dichroisms for oblique incidence of light on chiral sculptured thin films
理论表明，由于其各向异性和结构手性，电介质结构手性材料（DSCM）的平板显示出线性和圆二色性，无论是垂直入射还是斜入射。这一结论通过制备手性雕刻薄膜并测量其线性和圆形的反射率和透射率的光谱得到证实。在所有反射率、透射率、吸收率和二向色性的光谱中，圆布拉格现象的特征是明显的。的结构手性的DSCM和旋转的投影的入射光的传播方向的顺时针方向，而不是逆时针方向的螺旋非均匀性的轴的旋转，同时改变圆二色性的符号，但没有影响线性二色性。
2018-05-13 physics.optics
Sculptured Thin Films: Accomplishments and Emerging Uses
雕刻薄膜（STF）是纳米工程材料，其柱状形态被定制以在激发时引起期望的光学响应。已经确定了两种典型的STF形式。本文给出了单向非均匀（连续或分段均匀）和局部双各向异性连续介质的一般STFs的线性本构关系，以及波在其中传播的4 $\times$ 4矩阵常微分方程。名义模型的线性STFs的宏观性能设计从纳米级的考虑。完成实施STFs作为圆偏振滤波器和光谱孔滤波器进行了讨论，也是新兴的应用，如生物发光传感器和光学互连。
2001-12-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Non-exhibition of Bragg phenomenon by chevronic sculptured thin films: experiment and theory
人字形雕刻薄膜（ChevSTF）的单位晶胞包括两个相同的柱状薄膜（CTF），除了第一个的纳米柱相对于两个CTF的界面以角度X取向并且第二个的纳米柱相对于两个CTF的界面以角度π-X取向。使用连续加热物理气相沉积硒化锌来制造包含10个单元电池的ChevSTF。在自由空间波长500- 900 nm范围内，测量了该ChevSTF在各种入射条件下的平面波反射率和透射率光谱。尽管它的结构周期性，ChevSTF没有表现出布拉格现象。理论计算表明，在正入射和近正入射条件下，布拉格现象不会出现，但在足够大的斜入射条件下，布拉格现象会出现。因此，结构周期性并不总是导致布拉格现象的电磁周期性。
2017-07-02 physics.optics
Comparative Study Between Dispersive and Non-Dispersive Dielectric Permittivity in Spectral Remittances of Chiral Sculptured Zirconia Thin Films
考虑色散和非色散介电函数在轴向和非轴向状态下的传播，采用分段均匀近似方法和Bruggeman均匀化方法计算了右手手性雕刻氧化锆薄膜的透射和反射光谱.谱结果的比较表明，介电函数的色散对结果有相当大的影响。在交叉偏振反射率和共偏振透射率的轴向激发中，色散效应在远离均匀化波长的波长处变得更加显著。这在圆形透射率的非轴向激发的情况下也是如此，而对于第一布拉格峰出现的交叉偏振反射率（波长）存在相当大的差异。在均匀化波长附近的波长处，介电函数的色散效应变得更加显著。
2010-10-31 physics.optics
Theory of Dyakonov-Tamm waves at the planar interface of a sculptured nematic thin film and an isotropic dielectric material
为了确定表面波在各向同性介质材料与周期性非均匀雕塑介质薄膜（SNTF）的平面界面上传播的条件，我们建立了一个边值问题，得到了色散方程，并进行了数值求解，得到的表面波为Dyakonov-Tamm波。由于SNTF的周期性非均匀性，由Dyakonov-Tamm波的传播方向形成的角域可以非常宽（甚至宽到允许在界面平面中的每个方向上传播）。搜索Dyakonov-Tamm波是，在目前的时间，最有前途的路线采取的实验验证的表面波传播的界面引导的两种介电材料，其中至少有一个是各向异性的。这也将有助于实现这种表面波用于光学感测渗透两种介电材料中的一种或两种的各种类型的分析物的潜力。
2009-02-14 physics.optics
On chemiluminescent emission from an infiltrated chiral sculptured thin film
基于光谱格林函数理论，进一步发展了描述嵌在手性雕塑薄膜（CSTF）中偶极源远场发射的理论，以考虑流体对CSTF空隙区域的渗透.在这样做时，扩展的Bruggeman均匀化形式主义-它容纳的组成粒子相比，波长小，但不是消失的小-被用来估计渗透CSTF的相对介电常数参数。对于一个数值例子，我们发现，左旋圆偏振（LCP）光优先通过CSTF的一个面发射，而右旋圆偏振（RCP）光优先通过相反的面发射，在布拉格范围内的波长。LCP/RCP光的优先发射的中心波长是红移的渗透流体的折射率从1增加，并且这种红移加重时，在我们的均匀化模型中的组成颗粒的尺寸增加。此外，随着渗透流体的折射率从1增加，优先LCP/RCP发射制度的带宽降低。
2010-09-28 physics.optics
Blending of nanoscale and microscale in uniform large-area sculptured thin-film architectures
首次实现了在光刻限定图案上组装复杂形状纳米线中的大厚度（$>3$ $μ$ m）、大面积均匀性（直径75 mm）、高生长速率（高达0.4 $μ$ m/min）的组合。因此，纳米尺度和微米尺度在具有横向结构的雕刻薄膜中混合在一起。用电子束蒸发法在硅衬底上生长了$_x$（$x\approx 2$）纳米线，并对其结构进行了分析。由于斜角沉积，原子自遮蔽使纳米线能够连续生长，突然改变方向，并保持恒定的横截面直径。选择性生长的纳米线组件的顶面上的1-D和2-D阵列可以理解和预测使用简单的几何阴影方程。
2003-09-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Chiral Sculptured Thin Films for Circular Polarization of Mid-Wavelength Infrared Light
手性雕刻薄膜（CSTF）是相同的直立螺旋的组合，其表现出圆布拉格现象，因此可以用作称为圆布拉格区的光谱区中的圆偏振滤波器。这已经在近红外和短波长红外区域中得到证明。如果在相同条件下制造两个CSTF以仅在螺距上不同，并且如果两者都由其体折射率在足够宽的光谱范围内恒定的材料制成，则两个CSTF的圆形布拉格范围的中心波长必须凭借频域麦克斯韦假设的尺度不变性与它们的螺距具有相同的比率。通过测量两个螺旋节距为1：7：97的硒化锌CSTF的线性透射光谱证实了这一理论结果。发现中心波长的比值为1：7：1，偏离螺距比的部分原因是硒化锌的体折射率随波长略有下降。我们的结论是，CSTFs可以制作作为圆偏振滤波器在中波长红外制度。
2018-06-04 physics.optics
Modeling chiral sculptured thin films as platforms for surface-plasmonic-polaritonic optical sensing
仿生纳米工程超材料称为手性雕刻薄膜（CSTFs）是有吸引力的光学传感平台，因为它们的孔隙率，形态和光学性能可以定制。此外，它们在与金属的平面界面处支持多于一个表面等离子体激元（SPP）波的能力提供了超出与常规基于SPP的传感器相关联的功能。建立了一个经验模型来描述由CSTF的平面界面引导的SPP波传播-渗透有据说包含待检测分析物的流体-和金属。反Bruggeman均匀化形式主义首先被用来确定CSTF的纳米级模型参数。这些参数，然后作为输入的前向Bruggeman均匀化形式主义，以确定参考相对介电常数并矢的渗透CSTF。通过求解相应的修正Kretschmann构型的边值问题，研究了平面界面上SPP多模的特性随流体折射率和CSTF上升角的变化规律.由此揭示的SPP灵敏度预示着流体渗透的CSTFs作为基于SPP的光学传感器的实施。
2010-04-12 physics.ins-det physics.optics
Numerical study of The Remittances of Axially Excited Chiral Sculptured Zirconia Thin Films
利用耦合波理论和Bruggeman均匀化方法，结合氧化锆薄膜的相对介电常数实验数据，计算了右手手性雕刻氧化锆薄膜的透射和反射光谱。介电色散函数对这些光谱的影响出现在短于布拉格波长的波长。在大于布拉格波长的波长中，可以忽略介电函数的色散。在这项工作中获得的结果与实验数据一致（Wu等人（2000））。随着空隙率的增加，观察到布拉格峰向较短波长移动，这与Lakhtakia（2000）的理论工作一致。Sorge等人（2006）在他们对TiO 2手性薄膜的实验结果中也发现了这种效应，同时他们还发现，与我们的结果不同，布拉格峰的反射率的强度随着空隙率的增加而降低。我们的理论工作和Sorge等人（2006）的实验工作之间的这种差异可能与手性膜的理想化理论模型和实验工作中获得的理论模型之间的结构差异有关。在后者中，如Sorge等人（2006）所指出的，由于单个手性元素所表现出的高度复杂和非理想的结构，实验膜表现出大量的散射。
2009-03-14 physics.comp-ph physics.optics
Structural and optical properties of cobalt slanted columnar thin films conformally coated with graphene by chemical vapor deposition
采用掠射角沉积法制备了倾斜的钴雕刻柱状薄膜，随后采用低温化学气相沉积工艺涂覆石墨烯。石墨烯沉积过程保留了雕刻薄膜的形状和几何形状，这通过扫描电子显微镜证实。根据拉曼光谱结果，石墨烯涂层为两到三个单层厚，并且具有高缺陷浓度。在雕刻的薄膜内的石墨烯覆盖率由使用广义各向异性Bruggeman有效介质近似的广义光谱椭圆偏振法确定。石墨烯覆盖率以及薄膜的结构参数与电子显微镜和拉曼观察结果非常一致，并表明石墨烯涂层是保形的。
2013-12-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Filamentary, my dear Watson
本文综述了自\em Bianisotropics '98以来，雕塑薄膜技术的发展。涉及的器械包括：各种光学滤波器、激光镜、气体浓度传感器、光学互连、层间互连和生物传感器。脉冲泄漏与手性雕刻薄膜中的环形布拉格现象有关。声学研究也得到确认。
2014-06-06 physics.optics
Quantification of optical pulsed-plane-wave-shaping by chiral sculptured thin films
利用时域有限差分法计算了超短光脉冲通过手征性雕塑薄膜（STFs）的持续时间和平均速率。手性STF是一类纳米工程材料，其微结构包括垂直于衬底生长的平行螺旋状纳米线。纳米线为直径为10-300 nm的$\sim$和长度为$\sim1-10 μ$ m。发射脉冲的持续时间倾向于随着载波平面波的减小（自由空间）波长而增加，而平均速率倾向于随着波长的增加而增加。如由频域中的强度依赖性折射率所表现的，非线性的增加倾向于增加发射脉冲的持续时间并降低平均速率。由手性STFs表现出的圆形布拉格现象在频域中表现为对垂直入射的载波平面波的高反射率，该载波平面波的圆偏振状态与膜的结构旋向匹配并且其波长落在称为布拉格区域的范围内;相反结构旋向的膜几乎不反射这种平面波。这种效应倾向于使发射脉冲相对于入射脉冲的形状失真，并且这种成形可以导致相对于载波波长的平均速率的某些测量的急剧变化。一个局部最大值的变化的一个措施的脉冲持续时间相对于波长的注意和归因于圆形布拉格现象。这些影响中的几个解释通过频域参数。所提出的结果作为未来的理论和实验研究的基础，通过因果，非线性，非均匀，各向异性材料的光脉冲传输。
2006-06-07 physics.class-ph physics.optics
Spectral Tuning of Polarization Selective Reflections Bands in GLAD deposited HfAlN chiral sculptured thin films
本文首次用反应磁控溅射掠角沉积制备HfAlN手性雕塑薄膜，通过调控螺距调谐圆偏振布拉格反射带，并结合表征、椭偏测量与分层模型揭示晶体倾斜导致的非互易反射。
2024-04-06 physics.optics
Green-Graphene protective overlayer on optical microfibers: pro-longs the device lifetime
本文提出用绿色提取的石墨烯与金纳米颗粒复合薄膜修饰光学微纤维表面，将器件寿命和存活率提高 5 倍，并兼具增强灵敏度等应用潜力。
2021-12-15 physics.app-ph physics.optics
Characterization of highly anisotropic three-dimensionally nanostructured surfaces
利用广义椭圆偏振法对掠射角沉积法制备的高度空间相干三维纳米结构薄膜的几何结构参数和各向异性介电特性进行了非破坏性光学表征。讨论了（分段）均匀双轴层模型方法，该方法可普遍应用于不同几何形状和不同材料的雕塑薄膜的光学响应模型，得到了纳米结构薄膜的结构参数和有效光学特性。倾斜柱状薄膜的替代模型方法，各向异性有效介质近似的基础上的Bruggeman形式主义，提供的结果相媲美的均匀双轴层的方法，此外提供薄膜成分的体积分数参数以及去极化或形状因子。这些椭圆偏振模型的优点进行了讨论的金属倾斜的柱状薄膜，这已被共形地涂上一层薄的钝化氧化物层的原子层沉积的例子。此外，一个有效的介质近似方法的应用程序，在原位生长的各向异性薄膜功能化过程中的监测。结果发现，所提出的光学模型等效物确定的倾斜柱状薄膜的结构参数同意非常好的扫描电子显微镜图像估计。
2013-08-13 physics.optics
Empirical model of optical sensing via spectral shift of circular Bragg phenomenon
建立了一个利用手性雕塑薄膜（CSTFs）所表现出的圆布拉格现象的光学传感的经验模型，考虑了有和没有$π/2$弧度的中心扭曲缺陷的CSTFs。无缺陷的CSTF的圆布拉格现象，和光谱孔的CSTF与扭曲缺陷的共偏振反射光谱中，都被发现是尖锐的流体的折射率的infiltering的CSTF的空隙区域的敏感。这些发现预示着CSTF作为光学传感器的部署。
2009-12-21 physics.optics
Enhancing the third-order optical nonlinear performance in CMOS devices with integrated 2D graphene oxide films
我们报告了通过使用分层的二维（2D）氧化石墨烯（GO）膜在互补金属氧化物半导体兼容的光子平台中增强的非线性光学。我们将GO薄膜与绝缘体上硅纳米线（SOI）、高折射率掺杂石英玻璃（Hydex）和氮化硅（SiN）波导以及环形谐振器集成，以展示增强的光学非线性，包括克尔非线性和四波混频（FWM）。使用大面积、无转移、逐层方法集成GO膜，同时通过光刻控制膜放置和尺寸。在SOI纳米线中，我们观察到由于高度非线性的GO膜，克尔非线性和非线性品质因数（FOM）的显着增强。自相位调制（SPM）的测量结果表明，显着的光谱增宽增强SOI纳米线涂有图案化的膜的GO。层数和脉冲能量的依赖性的GO克尔非线性显示的趋势，从二维的层状GO膜的准体行为。GO涂覆的SOI纳米线的非线性参数增加了16倍，非线性FOM增加了20倍以上，FOM大于5。我们还观察到与2D分层GO膜集成的SiN波导中的改进的FWM效率。对具有不同数量的GO层和不同泵浦功率的样品进行FWM测量，对于具有1层GO的均匀涂覆的器件实现高达7.3dB的转换效率（CE）增强，对于具有5层GO的图案化器件实现高达9.1dB的转换效率（CE）增强。这些结果揭示了GO膜改善硅、Hydex和SiN光子器件的非线性光学的强大潜力。
2021-06-21 physics.app-ph physics.optics
High third-order Kerr optical nonlinearity in BiOBr 2D films measured by the Z-scan method
我们研究了BiOBr纳米片的非线性光学性质，BiOBr纳米片是一种新型的二维（2D）层状材料。我们通过Z扫描技术测量了BiOBr纳米片在800 nm和1550 nm处的非线性吸收和克尔非线性。我们观察到一个大的非线性吸收系数β = 10^-7 m ^2/W，以及一个大的克尔系数n2 = 10^-14 m^2/W。我们还观察到在n2中的强色散，当波长从800 nm变化到1550 nm时，它从负到正反转符号。此外，我们表征了BiOBr纳米片的非线性光学性质的厚度依赖性，观察到对于非常薄的薄片，β和n2的幅度都增加。最后，我们将BiOBr纳米片集成到硅集成波导上，并表征所得混合集成器件的线性光学特性，测量结果与使用独立椭圆偏振测量计算的参数一致。这些结果验证了BiOBr作为高性能混合集成光子器件的先进非线性光学材料的强大潜力。
2019-09-05 physics.app-ph physics.optics
Second and third harmonic nonlinear optical process in spray pyrolysed Mg:ZnO thin films
采用喷雾热解法制备了Mg掺杂ZnO纳米薄膜。X射线衍射（XRD）图案显示出沿（002）晶面取向的强峰，证实了生长的MZO膜的结晶起源。原子力显微镜（AFM）的数据显示，平均粗糙度显着降低Mg掺杂后，从20.3 nm到4.72 nm。由于薄膜中存在各种本征缺陷中心，室温光致发光光谱在可见光谱区有四个发射带。用开孔Z扫描技术估算了非线性吸收系数β_eff，其值在10 ~（-2）cm/W量级，显示出正的非线性吸收。此外，观察到金属Mg离子的掺入导致二次谐波产生（SHG）的衰减和三次谐波产生（THG）的非规则增加。
2020-04-01 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Large and negative Kerr nonlinearity in PdSe2 dichalcogenide 2D films
报道了二维贵金属二硫属化合物材料二硒化钯（PdSe 2）薄膜的三阶非线性光学响应。使用800 nm的飞秒脉冲激光进行开孔（OA）和闭孔（CA）Z扫描测量，分别研究非线性吸收和非线性折射。在OA实验中，我们观察到光限幅行为源于β = 3.26 × 10-8 m/W的PdSe 2薄膜中的大二光吸收（TPA）。在CA实验中，我们测量了对应于n2 = -1.33 x 10-15 m2/W的大的负克尔非线性的峰谷响应，比体硅大两个数量级。我们还表征了n2作为激光强度的函数的变化，观察到n2随着入射激光强度的大小而减小，在高强度下在n2 = -9.96 x 10-16 m2/W处变得饱和。这些结果验证了2D PdSe 2的大的三阶非线性光学响应以及其作为高性能非线性光子器件的强大潜力。
2020-05-04 physics.app-ph physics.optics
Some aspects of measuring nonlinear optical features of advanced vertically aligned mesoporous silica thin films activated by silver and copper ions
描述的实验条件，重现性和优化的非线性光学效应（SHG，THG）的诊断功能化的垂直排列的介孔二氧化硅薄膜激活的银和铜离子。详细介绍了样品的合成过程。给出了单次谐波发生器（SHG）和三次谐波发生器（THG）与基波能量密度的关系。观察到二次谐波和三次谐波能量功率依赖性之间的差异。
2018-06-13 physics.app-ph physics.optics
Effective Third-Order Nonlinearities in Metallic Refractory Titanium Nitride Thin Films
纳米光子器件提供了一种前所未有的能力，可以将光集中到小体积中，这可以大大增加非线性效应。然而，传统的等离子体材料遭受低损伤阈值并且与标准半导体技术不兼容。本文利用Z扫描方法研究了新型耐高温等离子体材料氮化钛在1550 nm和780 nm波长下的非线性光学性质。我们比较提取的非线性参数TiN与以前的工作贵金属，并注意到类似的大的非线性光学响应。然而，TiN膜已被证明表现出比类似厚度的金膜高高达一个数量级的损伤阈值，同时也是鲁棒的、成本有效的、生物和CMOS兼容的。这些特性使TiN成为一种有前途的金属基非线性光学材料。
2015-07-23 physics.optics
Enhanced third harmonic generation from the epsilon-near-zero modes of ultrathin films
我们实验证明了有效的三次谐波产生从铟锡氧化物（ITO）纳米膜（λ/42厚）在玻璃基板上的泵浦波长为1.4 μ m。通过利用增强因子为200的ε近零（ENZ）模式的场增强特性，实现了3.3x10^-6的转换效率。这种纳米级频率转换方法适用于其他等离子体材料和剩余辐射材料的纵向光学声子频率附近。
2015-02-13 cond-mat.mes-hall physics.optics
Impact of Pauli-blocking effect on optical limiting properties of WSe2 thin films
我们提出了一个详细的研究厚度依赖的三阶（\c{hi}^( 3））非线性光学性质的射频溅射WSe 2薄膜使用超短脉冲在不同的激发波长为中心。单光束Z-扫描为基础的调查，在可见光谱揭示了突出的作用，保利阻塞诱导饱和吸收或光限幅在WSe 2薄膜的各种厚度。研究还探讨了WSe 2薄膜的三阶非线性极化率（\c{hi}^( 3）的色散。有趣的是，任何厚度的WSe 2薄膜都表现出描绘正非线性折射率（n2 > 0）的自聚焦效应。频率依赖的非线性吸收（\b{eta}）与薄膜的带隙具有明显的相关性，这也通过基于密度泛函理论（DFT）的模拟进行了研究。能带结构的变化主要是由于硒缺陷引起的缺陷带在WSe 2薄膜的光限幅特性具有明显的影响。
2022-04-23 physics.optics
Third harmonic generation in graphene and few-layer graphite films
我们观察到光学三次谐波产生从石墨烯和剥离产生的少层石墨薄片。发射与入射近红外飞秒脉冲的强度的立方成比例，并且具有为入射波长的三分之一的波长，这两者都与三次谐波产生一致。我们提取了石墨烯的有效三阶磁化率，其为1 e-16平方米/平方伏的量级，这与共振激发的材料相当，但大于在基波和三次谐波波长处透明的材料。通过测量一组具有不同原子层数的薄片，我们发现发射与原子层数的平方成比例，这表明石墨烯的磁化率与层数无关，至少对于几层来说。
2013-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
THz Second and Third Harmonic Generation in PdCoO$_2$ Thin Films
本研究在斜切衬底生长的PdCoO₂薄膜中观测到显著的太赫兹二次与三次谐波产生，结合玻尔兹曼输运理论建模分析其温度依赖特性，为太赫兹高次谐波的低温起源研究提供新平台与重要参考。
2024-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Third Harmonic Generation And Photoluminescence Measurements in Zinc Oxide And Aluminum doped Zinc Oxide Thin Films Grown by Atomic Layer Deposition
本文实验研究原子层沉积掺铝氧化锌薄膜的禁带、波长依赖三次谐波与单光子光致发光，发现最高4%弱掺杂可使三阶非线性响应较未掺杂样品数倍增强。
2023-04-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Optical nonlinearity enhancement of graded metallic films
研究了具有弱非线性的梯度金属薄膜的有效线性和三阶非线性极化率。由于简单的几何形状，我们能够准确地推导出具有Drude介电梯度分布的梯度结构内部的局部场。计算了有效线性介电常数和三阶非线性极化率。我们研究了表面等离子体共振效应对梯度金属薄膜的光吸收、光学非线性增强和品质因数的影响。研究发现，金属薄膜中存在的梯度在光学区域产生了宽的等离子体共振带，从而大大增强了光学非线性，从而获得了较大的品质因数。我们建议做实验来检查我们的理论预测，因为梯度金属薄膜可以更容易地制造比梯度颗粒。
2004-05-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Ultra-low loss integrated visible photonics using thin-film lithium niobate
集成光子学是一个强大的平台，可以提高光学系统的性能和稳定性，同时为基于自由空间光学的实现提供低成本、小尺寸和可扩展的替代方案。虽然在电信波长的低损耗集成光子学平台的开发方面取得了很大进展，但可见光波长范围受到的关注较少。然而，许多应用利用可见光或近可见光，包括在光学成像、光遗传学和量子科学和技术中的应用。在这里，我们展示了一个超低损耗的集成可见光光子学平台的基础上的薄膜锂在绝缘体上。我们的波导具有6 dB/m的超低传播损耗，而我们的微波谐振器具有1100万的固有品质因数，两者都是在637 nm波长下测量的。此外，我们展示了一个片上可见光强度调制器的电光带宽为10 GHz，所使用的检测器的限制。在这项工作中展示的超低损耗器件，以及锂的二阶和三阶非线性，开辟了新的机会，创造新的被动和主动设备的频率计量和量子信息处理在可见光谱范围内。
2019-03-08 physics.app-ph physics.optics
Enhanced four-wave-mixing and 3rd order optical nonlinearity in SiN nanowires integrated with graphene oxide films
将层状2D氧化石墨烯（GO）膜与氮化硅（SiN）波导集成，以实验证明通过四波混频（FWM）增强的克尔非线性。由于SiN波导与高非线性GO膜之间存在强的光物质相互作用，混合波导的四波混频性能得到了显著改善。基于无转移、逐层GO涂覆方法以及标准光刻和剥离工艺制造具有均匀涂覆和图案化GO膜的SiN波导，从而精确控制膜厚度、放置和涂覆长度。详细的四波混频测量进行了不同数量的GO层和不同的泵浦功率的制造设备。通过优化非线性和损耗之间的权衡，我们获得了7.3 dB的四波混频转换效率的显着改善均匀涂覆的设备与1层的GO和9.1 dB的图案化的设备与5层的GO。我们还获得了显着增加的图案化设备的四波混频带宽。详细分析了方向图长度和位置对四波混频性能的影响。基于四波混频测量，还提取了三阶非线性对层数和泵浦功率的依赖关系，揭示了关于二维层状GO膜的有趣的物理见解。最后，我们得到的混合波导的有效非线性参数的增强超过100倍。这些结果验证了通过并入2D分层GO膜可实现的SiN波导的增强的非线性光学性能。
2020-06-25 physics.app-ph physics.optics
Second harmonic and cascaded third harmonic generation in generalized quasi-periodic poled lithium niobate waveguides
本文首次在绝缘体上铌酸锂脊形波导中制备广义准周期极化超晶格，利用丰富倒格矢在同一器件中实现高效二次谐波和级联三次谐波产生，为铌酸锂薄膜非线性集成光子学开辟新方向。
2023-02-12 physics.optics
Harmonic Generation in Multi-Resonant Plasma Films
我们调查的第二次和第三次谐波产生的平板材料，显示在泵和其谐波频率的等离子体共振。近零的折射率和局部场增强可以耗尽千瓦/厘米2入射功率的泵，而不诉诸于其他共振光子机制。我们表明，低阈值，高效的非线性过程是可能的，在存在的损失和相位失配的结构，是104倍短于典型的KDP或铌酸锂晶体，相对较低的辐照度值。
2013-05-24 physics.optics
High 3rd Order Optical Kerr Nonlinearity of PdSe2 Di-chalcogenide 2D Films for Nonlinear Photonic Chips
二硒化钯（PdSe 2）作为一种新型的层状贵金属硫属化合物材料，因其优异的光学和电学性能而受到广泛关注。在这项工作中，一个强大的三阶非线性光学响应的二维PdSe 2薄膜的报告。我们进行了开放孔径（OA）和闭孔（CA）Z扫描测量与飞秒脉冲激光在800 nm的非线性吸收和非线性折射，分别调查。在OA实验中，我们观察到源于\b{eta} = 3.26 x 10-8 m/W的PdSe 2膜中的大二光吸收（TPA）的光限幅行为。在CA实验中，我们测量了对应于n2 = -1.33 x 10-15 m2/W的大的负克尔非线性的峰谷响应，比体硅大两个数量级。此外，还表征了n2作为激光强度的函数的变化，其中当增加入射激光强度时，n2的幅度减小，在高强度下在n2 = -9.96 X 10-16 m2/W处变得饱和。研究结果表明PdSe 2具有优异的三阶非线性光学特性，在高性能非线性光子器件方面具有很大的潜力。
2021-06-30 physics.optics
Third Harmonic Enhancement Harnessing Photoexcitation Unveils New Nonlinearities in Zinc Oxide
本研究提出利用光激发态与可调电场增强实时调控氧化锌薄膜的THG，实现最高50倍增强并发现二次功率缩放的新机制。
2024-05-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
2.7-octave supercontinuum generation spanning from ultraviolet to near-infrared in thin-film lithium niobate waveguides
本研究针对纳米光子平台难实现宽谱超连续谱的问题，通过色散管理设计反常色散波导、掺MgO抑制光折变效应，在TFLN波导中实现了330-2250nm的2.7倍频程无间隙超连续谱，达无精细微畴TFLN平台最优水平。
2025-05-18 physics.optics
Probing the surface of silicon and the silicon-silica interface using nonperturbative third and fifth harmonic generation
我们研究，在向后（反射）的几何形状，第三和第五次谐波的产生，位于深和真空紫外线，在硅的表面上和硅和二氧化硅之间的界面上，当一个薄的二氧化硅膜生长在硅衬底上。在这两种情况下，谐波信号的驱动激光束的偏振方向上的强烈依赖性被发现。观察到的差异为两个样品，定性地解释。此外，一个简化的张量形式主义的偏振依赖，它揭示了结构的对称性的表面和界面，并描述了偏振依赖与高精度。该研究是进一步理解材料边界上的非线性相互作用和非微扰谐波产生的必要步骤。
2022-07-10 physics.optics
Emergent resonances in a thin film tailored by optically-induced small permittivity asymmetries
本研究通过在无特征薄膜中利用两束超短激光脉冲干涉产生周期性介电常数调制，打破对称性以激发光子准连续域束缚态，实现了波长和品质因子可调的瞬态共振、三次谐波选择性增强及皮秒精度的超快近场调控，为无光刻超表面的光操控和按需光-物质相互作用调控提供了新途径。
2024-03-08 physics.optics
Giant Enhancement of Third Harmonic Generation from Ge2Sb2Te5 based Fabry-Perot Cavity
三次谐波（THG）在显微镜、光通信等领域有着重要的应用。传统的在宏观晶体中获得高效率三次谐波的方法已经成熟，但这些方法最终会限制片上激光光源的小型化和集成化。迄今为止，来自光子晶体或超材料的THG提供了紧凑的光子平台，然而材料的选择仍然难以捉摸。在这里，我们实验证明了一个巨大的提高三倍频效率从空气/高折射率Ge 2Sb 2 Te 5（GST 225）/金多层法布里-珀罗腔。在近红外区的谐振腔波长下，50 nm厚的非晶GST 225平面薄膜的三倍频效率比非谐振条件下提高了422倍。有趣的是，当GST 225的结构状态从非晶态转变为晶态时，三倍频效率急剧下降三个数量级。我们的研究结果有可能实现超紧凑的非线性光源具有高效率和可切换的功能。
2019-01-25 physics.optics
Cubic-in-magnetization contributions to the magneto-optic Kerr effect investigated for Ni(001) and Ni(111) thin films
VSB-Technical University of Ostrava（俄斯特拉发理工大学）；Bielefeld University（比勒费尔德大学）；Charles University（查理大学）；Czech Technical University（捷克理工大学）；Johannes Gutenberg University Mainz（美因茨约翰内斯古腾堡大学）
本文研究了镍(001)和(111)薄膜中立方磁化对磁光Kerr效应的影响，通过理论和实验分析了不同晶向的CMOKE强度及各向异性特性。
2026-03-03 physics.optics
Symmetry selective third harmonic generation from plasmonic metacrystals
非线性过程通常由分子构型的对称性所施加的选择规则所支配。最著名的例子包括镜像对称性破缺对偶次谐波产生的作用，以及与圆偏振基本光束谐波产生中旋转对称性相关的选择规则。虽然镜像对称性破缺在二次谐波产生中的作用已经在等离子体系统中被广泛研究，但是关于谐波产生的圆偏振态的选择规则的研究已经限于晶体，即原子水平上的对称性。在这里，我们证明了旋转对称依赖于三次谐波产生的非线性等离子体超晶体。我们表明，选择规则可以施加到各向同性的有机非线性薄膜嵌入的亚晶体的旋转对称性。这里提出的结果可能会打开新的途径，设计与定制的等离子体纳米结构依赖于非线性光学响应。
2014-03-06 physics.optics
Harmonic Generation in Metal-Insulator and Metal-Insulator-Metal Nanostructures
我们报告说，第二和第三谐波信号减少与绝缘膜表面覆盖在金基板上给出了一个衡量的电子密度的溢出量的绝缘体，这被称为金属绝缘体间隙状态。对于金属-绝缘体-金属（MIM）结构，我们观察到增强饱和和淬火的第三谐波效率远远高于金属-绝缘体（MI）样品的效率。测量的光学谐波的散射光从MI和MIM系统进行了比较，详细的模拟的非线性相互作用，包括自由电子溢出到绝缘体，非局域和电子量子隧穿效应。使用原子层沉积，用可变的薄绝缘体膜厚度覆盖金涂覆的衬底。在实验中测量了两种绝缘体材料（ZnO和Al_2 O_3）散射光的光学谐波。基于我们的模拟，我们得出结论，所观察到的MIM信号增强效应主要是由于电子气中的非局域现象。
2018-10-05 physics.optics
