Spontaneous and Stimulated Raman Scattering near Metal Nanostructures in the Ultrafast, High-Intensity regime
拉曼散射中包含原子反转可以显着改变等离子体环境中的场动力学。我们的计算表明，大的本地字段和飞秒脉冲相结合，以产生：（i）内的热点人口反转;（ii）增益饱和;和（iii）转换效率的特征在于开关式过渡到受激制度，跨越12个数量级。虽然在拉曼散射原子反转通常被忽略，我们证明，在某些情况下，充分考虑的动力学的布洛赫矢量是必需的。
2013-05-02 physics.optics
Kerr and free-carrier ultrafast all-optical switching of GaAs/AlAs nanostructures near the three-photon edge of GaAs
我们对GaAs/AlAs光子晶体结构进行了非简并泵浦-探测实验。我们利用光学克尔效应和三光子吸收激发的自由载流子来切换光子特性。从这些测量中，我们提取的非简并克尔系数在一个很宽的波长范围内，我们提取的三个光子吸收系数的GaAs在三个波长在近红外。我们发现，光克尔效应是足够大的切换腔谐振与高\emph{Q}（$Q>1000$）光子腔。
2008-06-19 physics.optics
Ultrafast broadband tuning of resonant optical nanostructures using phase change materials
各种光学和光电器件的功能都是基于谐振效应，并且振幅和波长响应的主动调谐通常是必不可少的。等离子体纳米结构是产生光学共振的有效方法，一个突出的例子是通过在金属膜中图案化的纳米孔阵列的异常光透射（EOT）。通过加热、施加电信号或光信号来调谐共振已被证明是更难以捉摸的，这是由于缺乏可以在宽光谱范围内和/或以高速诱导调制的材料。在这里，我们表明，纳米图案化金属与相变材料（PCM）相结合，可以克服这一限制，由于可以引起热或超快的时间尺度上的光学常数的大的变化。我们证明了共振波长位移高达385 nm -一个数量级高于以前报道的-通过适当设计的金EOT纳米结构与Ge 2Sb 2 Te 5（GST）相结合。此外，我们表明，通过泵探测测量，可重复的和可逆的，大幅度调制的谐振，特别是在电信波长，在ps的时间尺度和远低于那些需要产生永久的相变的功率。我们的研究结果为设计具有超快和广泛可调共振响应的混合金属PCM纳米结构开辟了一条途径，这对可调光学滤波器，智能窗，生物传感器和可重构存储器等有源纳米光子器件具有潜在影响。
2015-10-29 physics.optics
Resolving the ultrafast dynamics of charge carriers in nanocomposites
在这里，我们描述了一种光学方法来确定纳米结构复合材料样品中的光激发载流子的动力学。通过结合泵浦-探测时间分辨反射率和散射测量，我们提取了载流子演化的特征时间。我们使用3D麦克斯韦-加内特公式，修改，包括德鲁德光学响应，模拟结果。该方法，适用于氢化非晶硅含有晶体硅纳米粒子，表明在纳米晶体和基质中的复合时间分别为~4.9 ps和~22 ps。晶体和基质之间的电荷转移时间为~ 4ps。
2012-06-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast Laser Nanostructured ITO Acts as Liquid Crystal Alignment Layer and Higher Transparency Electrode
具有更高透明度的电极也可以使液晶（LC）取向，这对于LC显示器的成本和能耗的改善非常重要。在这里，我们首次证明了液晶在飞秒激光纳米结构氧化铟锡（ITO）涂层玻璃上的取向，由于界面反射较少，因此也表现出更高的透明度。采用飞秒激光直接在ITO薄膜上制备纳米粒子，无需任何额外的旋涂材料或光刻工艺。九个区域的激光诱导纳米结构的制造与不同的取向和不同的脉冲能级的顶部的ITO。发现装置界面锚定能与光敏聚合物上的CNOLC的锚定能相当。该器件表现出30：1的对比度和330ms的弛豫时间，预期厚LC器件。具有两个ITO纳米光栅衬底的LC器件的测量的透明度比基于均匀ITO膜的LC器件高10%。这里提出的对准方法为改进的LC显示器和新结构的LC光子器件铺平了道路。
2018-02-27 physics.app-ph physics.optics
Nonlinear Transient Dynamics of Photoexcited Silicon Nanoantenna for Ultrafast All-Optical Signal Processing
在高折射率介电纳米结构中光学产生的电子空穴等离子体被证明是调节其光学性质的一种手段。然而，到目前为止，这种等离子体驱动的纳米结构的超快操作机制尚未实现。在这里，我们进行泵浦探测实验与共振硅纳米粒子和报告的磁偶极子共振附近的超快（约2.5 ps）弛豫速率的致密光等离子体的产生。基于实验结果，我们开发了一个分析模型描述的瞬态响应的纳米硅纳米粒子的强激光脉冲，并从理论上表明，等离子体诱导的光学非线性导致超快重构的散射功率图案。我们展示了100 fs切换到单向散射制度后，由强烈的飞秒脉冲照射的纳米粒子。我们的工作为研制超小型、超高速全光信号处理器件奠定了基础。
2016-03-16 physics.optics
Broadband sensitive pump-probe setup for ultrafast optical switching of photonic nanostructures and semiconductors
我们描述了一个超快时间分辨泵浦探测光谱设置，旨在研究纳米光子结构的开关。飞秒泵浦和探测脉冲都可以在3850和21050 cm $^{-1}$之间的宽频率范围内独立调谐。宽的泵浦扫描范围允许大的光学穿透深度，而宽的探测扫描范围对于强光子晶体的研究至关重要。一种新的数据采集方法允许灵敏的泵浦-探测测量，并校正探测强度和泵浦杂散光的波动。与激光波动相比，我们观察到设置的精度提高了十倍，允许在1 s的测量时间内测量精度优于$Δ$ R= 0.07%。演示的改进技术的体硅晶片，3D硅反蛋白石光子带隙晶体，和Z-扫描测量的双光子吸收系数的Si，GaAs，和三光子吸收系数的GaP在红外波长范围内。
2009-03-01 physics.ins-det physics.optics
Hot-electron dynamics in plasmonic nanostructures
本综述聚焦等离子体纳米结构中的热电子动力学，阐述其产生机制、理论与实验研究方法，以及相关效应在多领域的应用，为相关未来技术发展提供基础支撑。
2023-12-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Magneto-Plasmonics and Resonant Interaction of Light with Dynamic Magnetisation in Metallic and All-Dielectric Nanostructures (Review)
在纳米尺度上结合等离子体和磁性的重大兴趣在与纳米结构中光-磁-物质相互作用的共振增强有关的光子学和磁性部门中获得了动力。这些努力产生了大量的文献，难以在有限的时间内收集和消化。此外，两个研究部门之间的成果交流不足。因此，这篇综述论文的目标是弥合这一差距，从两个不同的角度：磁等离子体，磁振子和磁化动力学磁等离子体领域的最新进展的概述。预计这种演示风格将使这篇评论论文引起普通物理观众和研究光子学、等离子体学、磁性纳米结构的布里渊光散射光谱和磁光克尔效应磁力学的专家的特别兴趣，以及自旋波的超快全光和太赫兹波激发。此外，读者感兴趣的一个新的，迅速崛起的领域，全电介质纳米光子学将找到一个部分关于全磁介电纳米结构。
2015-02-20 cond-mat.mes-hall physics.optics
Quantum-Probe Field Microscopy of Ultrafast Terahertz Excitations
微观场的快速演化控制着凝聚态物质中的大多数元激发，并以越来越高的频率驱动微电子电流。然而，除了标称的“射频“之外，获得当地电波形仍然是一个挑战。几种成像方案解决了亚波长场多太赫兹（THz）频率-包括扫描探针技术，电光采样或最近的超快电子显微镜。然而，对样品几何形状、采集速度和最大场的各种约束限制了应用。在这里，我们介绍了无处不在的远场显微镜的超快局部电场的基础上滴铸量子点探针。我们的方法，被称为量子探针场显微镜（QESTA），结合了可见光光子的荧光成像与相位分辨采样的电场深深的亚波长制度。我们捕捉频闪电影的本地化和传播超快太赫兹激发亚皮秒的时间分辨率。该方案采用场驱动调制的光吸收胶体量子点通过量子限制斯塔克效应，可通过远场发光。该QNDO方法是兼容强场样品激发和亚微米分辨率-引入一个路线，在操作过程中的有源纳米结构的超快场成像。
2021-04-06 cond-mat.mes-hall physics.optics
Transient optical symmetry breaking for ultrafast broadband dichroism in plasmonic metasurfaces
超快纳米光子学是一个新兴的研究领域，旨在开发能够以前所未有的速度进行光调制的纳米器件。一种很有前途的方法是利用纳米结构材料（金属或电介质）的光学非线性，通过与强超短激光脉冲的相互作用来调制它们的有效介电常数。虽然这种纳米结构的光激发后的超快时间动力学已被深入研究，亚ps瞬态空间不均匀性发生在纳米尺度迄今几乎被忽略。在这里，我们从理论上预测和实验证明，光生热载流子的不均匀时空分布诱导在由高度对称的亚原子制成的等离子体超表面中的瞬态对称性破缺。该过程是完全可逆的，并且导致宽带瞬态二向色性光学响应，在小于1皮秒的时间内恢复初始各向同性状态，克服了由较慢的弛豫过程（例如电子-声子和声子-声子散射）引起的速度瓶颈。我们的研究结果铺平了道路的超快二向色性器件的发展，能够Tera位/秒的光偏振调制。
2020-07-31 physics.optics
Far-field Petahertz Sampling of Plasmonic Fields
本文提出一种远场拍赫兹采样方法，直接测量任意纳米结构的等离激元场，以亚周期分辨率解析退相过程，并实现定制脉冲整形，为超快能量转换和光操控奠定基础。
2023-12-26 cond-mat.mes-hall physics.optics
Gate-Tunable Optical Nonlinearities and Extinction in Graphene/LaAlO$_3$/SrTiO$_3$ Nanostructures
原始的未掺杂石墨烯在电磁波谱的可见光至近红外（VIS-NIR）区域内具有2.3%的恒定吸收。在某些条件下，例如纳米结构和强门控，石墨烯可以与VIS-NIR光更稳健地相互作用，并表现出大的非线性光学响应。在这里，我们探索石墨烯/LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$纳米结构的光学性质，其中在LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$界面处形成的纳米结使得能够在~10 nm的尺度上将大（~10 $^8$ V/m）电场施加到石墨烯。在用超快VIS-NIR光照射时，石墨烯/LaAlO $_3$ /SrTiO $_3$纳米结构产生宽带THz发射以及和频生成（SFG）响应。在VIS-NIR和SFG区域都观察到强光谱尖锐、门可调的消光特性（>99.99%），同时非线性响应显著增强。所观察到的门可调谐的强石墨烯-光相互作用和非线性光学响应具有根本意义，并且为基于石墨烯的光学器件的未来开发开辟了道路。
2019-12-15 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast optical nanoscopy of carrier dynamics in silicon nanowires
本文提出可见-近红外泵浦-探测光学纳米显微方法，结合点偶极子模型，实现单根硅纳米线尺寸相关载流子寿命分辨及优于50 nm分辨率的局部衰减时间成像。
2022-11-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Watching charge separation in nanoantennas by ultrafast point-projection electron microscopy
观察电子在自然纳米长度和飞秒时间尺度上的运动是当代超快科学的一个基本目标和公开挑战。目前，光学技术和电子显微镜主要提供时空或空间分辨率，然而，与时空分辨率相结合的显微镜技术需要进一步发展。在这里，我们创建一个超快电子源等离子体纳米聚焦在尖锐的金锥，并实现在超快点投影电子显微镜这个源。该源用于光泵-电子探针实验，研究纳米等离子体天线的超快光电发射。我们发现，真正的空间运动的光发射电子和金属中的剩余空穴探测与20 nm的空间分辨率和25 fs的时间分辨率。这是一个迈向时间分辨显微镜的电子运动在纳米结构。
2018-01-20 physics.optics
Ultrafast all-optical switching via coherent modulation of metamaterial absorption
我们报告的演示飞秒全光调制器提供，没有非线性，因此在任意低强度，超快的光由光控制。该器件利用光波在厚度仅为30 nm的超材料纳米结构上的相干相互作用，有效地控制近红外（750-1040 nm）飞秒脉冲的吸收，提供接近3：1的开关对比度，调制带宽超过2 THz。这里所示的功能范例打开了一个家庭的新的元器件在相干网络中的超快速光学数据处理的路径。
2014-03-11 physics.optics
High-Q dielectric Mie-resonant nanostructures (a mini-review)
支撑高性能光通信、超快计算和紧凑型生物传感的未来技术将依赖于基于纳米光子学的密集可重构光学电路。多年来，等离子体被认为是纳米光学的唯一可用平台，但最近出现的米氏共振超光子学的新领域，通过在高折射率介电纳米粒子和结构中使用共振，为纳米光学提供了更实用的替代方案。在这篇迷你评论中，我们强调了一些最新的趋势，在物理学的介电米氏共振纳米结构具有高品质因数（Q因子）的有效的空间和时间控制光，采用多极共振和束缚态的连续。我们讨论了这些概念在非线性光学、纳米激光器、亚波长波导和传感方面的一些应用。
2020-10-21 physics.optics
Magneto-optical response enhanced by Mie resonances in nanoantennas
利用外加磁场控制光是调制光的强度和偏振的重要方法之一。纳米尺度的磁光效应通常在磁光子晶体、纳米结构杂化材料或磁等离子体晶体中观察到。外部磁场的间接作用（例如通过法拉第效应）可以通过自然材料在光学频率下表现出可忽略的磁性来解释。然而，超材料的概念通过设计人工亚波长超原子来克服自然界施加的这一限制，该超原子支持强磁响应，通常称为光磁，即使它们由磁性材料制成。基本问题是外部磁场与超材料结构的光致磁响应之间的相互作用的效果是什么。在这里，我们朝着回答这个基本问题迈出了第一步，并证明了由于光学磁性纳米天线晶格的磁光响应的多重增强。
2017-07-12 physics.optics
Experimental and ab initio ultrafast carrier dynamics in plasmonic nanoparticles
等离子体纳米结构的超快泵浦-探测测量探测激发载流子的非平衡行为，这涉及在典型的经验分析中模糊的几种竞争效应。在这里，我们提出了泵浦-探测测量的等离子体纳米粒子与一个完整的理论描述的基础上的第一性原理计算的载流子动力学和光学响应，免费的任何拟合参数。我们占详细的电子结构的影响，在态密度，激发载流子分布，电子-声子耦合，和介电函数，使我们能够避免有效的电子温度近似。使用这种计算方法，我们得到了很好的定量协议与瞬态吸收测量的光谱和时间特征。在我们的实验和计算中，我们确定了两个主要贡献的初始响应与不同的签名：短寿命的高度非热激发载流子和长寿命的热化载流子。
2016-12-24 cond-mat.mes-hall physics.comp-ph physics.optics
Femtosecond drift photocurrents generated by an inversely designed plasmonic antenna
该研究通过逆向设计优化金纳米等离子体天线，利用逆法拉第效应的磁光过程调控局域光场参数，实现增强的单向超快飞秒光电流，为超快磁操控和纳米太赫兹应用提供新途径。
2024-02-01 physics.optics
Nanoscale X-ray imaging with high spectral sensitivity using fluorescence intensity correlations
本文提出光谱非相干衍射成像（SIDI）新方法，利用荧光强度关联实现纳米结构暗场成像，可空间分辨光电子谱位移，在XFEL上为异质纳米结构表征提供独特优势。
2023-12-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Gold-Patched Graphene Nanoribbons for High-Responsivity and Ultrafast Photodetection from Visible to Infrared Regimes
University of California Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）
针对现有石墨烯光电探测器响应度、带宽与速度的权衡问题，研究提出金修饰石墨烯纳米带结构，无需量子点等限速结构，实现可见到红外波段高响应度超快探测，响应时间提升超7个数量级。
2017-09-28 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Optical and Terahertz Response of Carbon Nanostructures
在过去的三十年左右，我们见证了碳基纳米材料的研究和技术取得了非凡的进展。在这些特殊的亮点中，有富勒烯、碳纳米管和华丽的简单透明胶带剥离石墨烯的发现。这些不同的同素异形体形式的纳米碳的独特的物理化学性质在许多科学和技术领域开辟了广阔的应用前景，特别强调光电子学和光子学。许多这些应用的先决条件是一个透彻的理解的性质的基本和耦合的激励，也涉及到他们的各种动力学过程。在这里，我们提出了最近的兴奋与碳纳米结构，特别是量子点，纳米管和石墨烯的概述。我们讨论了他们的一些非常有趣的性质，通过光学和太赫兹光谱工具。在光学频率下，发光特性，非线性和超快响应已被提出，而低能响应已被认为是通过使用THz时域光谱获得的研究。最后，我们总结了碳纳米系统物理学在实际应用中的一些未来展望。
2021-04-13 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Nonlinear optics at all-dielectric nanoantennas and metasurfaces
不受相位匹配约束的等离子体超表面对控制光学非线性和通过工程化亚波长超原子提高非线性产生效率做出了重要贡献。然而，高耗散损耗和不可避免的热加热限制了它们在非线性纳米光子学中的应用。全介电超颖表面，支持电和磁米氏型共振在其纳米结构，已出现作为一个有前途的替代非线性等离子体。高折射率介电纳米结构允许额外的磁共振，可以诱导磁非线性效应，其与电非线性一起增加非线性转换效率。此外，低耗散损耗和高损伤阈值为在高泵浦强度下操作提供了额外的自由度，从而显著增强了非线性过程。在这篇综述中，我们讨论了当前的国家的最先进的在激烈发展的领域的全介质非线性纳米结构和超颖表面，包括米氏模的作用，Fano共振和anapole时刻的谐波产生，波混合，和超快光开关。此外，我们还综述了利用全介质超表面进行非线性相位和波前控制的最新进展。我们讨论的技术，实现全介质超颖表面的多功能应用和产生的二阶非线性过程的CMOS兼容材料。
2020-02-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Active, reactive and instantaneous optical forces on small particles in the time domain: Ultrafast attosecond subcycle pulses
本文理论研究亚周期阿秒倏逝脉冲作用于小共振偶极粒子，揭示横向力、反向拉力和悬浮效应三种新光学力效应，为超快光学操控开辟新方向。
2025-07-05 physics.optics
Ultrafast dynamics of optically-induced heat gratings in metals -- more complicated than expected
热在金属中的扩散是一个基本过程，对于金属纳米结构的各种应用至关重要。然而，令人惊讶的是，到目前为止，{ \em ultrafast}热扩散只受到有限的关注。在这里，我们表明，热扩散可以比$e-ph$能量传递速率更快，在这种情况下，它占主导地位的时空动态的温度。这使得金属能够克服材料的非线性光学响应的传统限制-它可以同时快速和强大。作为一个具体的例子，我们确定的基础（飞秒和几皮秒）的时间尺度负责在薄金属膜中的光致瞬态布拉格光栅的产生和擦除。此外，我们表明，热扩散引起一个显着的非局部热光非线性-它也影响非线性光学响应，使得介电常数的整体变化（因此，瞬态光栅的反射率）具有显着的依赖性也对照明周期，而不是只对照明强度。
2020-02-16 physics.optics
Momentum microscopy of ultrafast electron emission from a strongly driven optical nanoantenna
Carl von Ossietzky Universität Oldenburg（奥尔登堡卡尔·冯·奥西茨基大学）；ELI ALPS, The Extreme Light Infrastructure ERIC（ELI ALPS，极端光基础设施ERIC）；Leibniz Institute of Photonic Technology（莱布尼兹光子技术研究所）；Universität Würzburg（维尔茨堡大学）；Friedrich-Schiller-Universität Jena（耶拿弗里德里希·席勒大学）；HUN-REN Wigner Research Center for Physics（匈牙利科学院Wigner物理研究中心）
本研究结合光发射电子显微镜与动量显微镜，对双孔纳米天线进行强场实验，揭示了抖动与亚周期两类电子轨迹的不同发射特征，展示了纳米尺度强场控制电子的潜力。
2026-09-15 physics.optics
Ionization dynamics of submicron-sized clusters in intense ultrafast laser pulses
本研究针对强激光-团簇实验及激光加工中的亚微米靶材，结合Mie计算与粒子模拟揭示了不同激光强度下亚微米团簇的电离动力学机制，为相关实验与微纳加工提供理论支撑。
2023-04-05 physics.optics physics.plasm-ph
Ultrafast All-optical control of Multiple Light Degrees of Freedom through Mode-mixing in a Graphene Nanoribbon Metamaterial
本文提出一种石墨烯纳米带双层超材料，通过独立调控实现宽带超快模式混叠，从而选择性地控制光的振幅、相位、偏振、自旋角动量和手性等多个自由度。
2025-07-09 physics.optics
An epsilon-near-zero-based nonlinear platform for ultrafast re-writable holography
University of Ottawa（渥太华大学）；Tampere University（坦佩雷大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）；Yale University（耶鲁大学）；Technische Universität Darmstadt（达姆施塔特工业大学）
基于介电常数近零的ITO薄膜实现超快可重写全息术，展示高效光调制与快速原型设计能力。
2025-12-18 physics.optics
Ultrafast 4D scanning transmission electron microscopy for imaging of localized optical fields
本研究研发出无需电子光谱滤波的超快4D扫描透射电子显微镜，可成像光学近场横向分量，实现21nm分辨率下钨纳米尖端近场积分洛伦兹力与光学驻波有质动力势的成像，为纳米局域光场瞬态成像提供新手段。
2025-09-03 physics.ins-det physics.optics
Solid-State High-Order Harmonic Generation: Emerging Frontiers in Ultrafast and Quantum Light Science
本文综述固态高次谐波产生在超快与量子光科学中的新兴前沿，涵盖拓扑效应、非经典光态及阿秒源等进展，并指出其连接超快光谱、量子光学与材料科学的桥梁作用。
2025-10-17 physics.optics quant-ph
Sub-wavelength localized all-optical helicity-independent magnetic switching using plasmonic gold nanostructures
本文通过在GdTbCo薄膜上沉积等离激元金纳米结构，利用单束飞秒激光脉冲激发，实现了临界尺寸低至240 nm的亚波长局域全光无螺旋度磁性翻转，为高密度磁记录提供了新途径。
2024-08-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Edge-state-induced correlation effects in two-color high-harmonic generation
我们表明，双色高次谐波光谱可以揭示有限尺寸和边缘态诱导的动态电子相关效应在一个通用的纳米结构带隙材料。相比，散装样品的响应，我们证明了一个显着的相关性诱导的增加，在很宽的频率范围内所产生的信号的效率，通过利用这些超快多电子动力学的权力。
2020-10-20 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Modulating the temporal dynamics of nonlinear ultrafast plasmon resonances
超快等离子体激元共振的时空调控在非线性光学和超快量子技术中具有重要意义，近年来引起了人们的广泛关注。特别是，超短等离子体激元振荡的寿命已经成为最近的实验和理论研究中的一个有争议的主题，以满足未来的挑战，有关其在等离子体激元工业的广泛应用中的有效就业。在这里，我们研究了金属纳米结构中的非线性等离子体激元模式的时间特性，通过将它们与弱耦合机制中的量子对象相互作用，以将其与基本等离子体激元模式区分开来。首先，我们提出了一个非线性超快动力学的局域表面等离子体激元模式时，二次谐波等离子体激元模式与长寿命的暗模或量子发射体相互作用的解析描述。随后，以两种不同的方式实现耦合的等离子体激元系统，以通过将i）驱动模式耦合到暗模式（或长寿命量子发射器）ii）其自身耦合到暗模式（或长寿命量子发射器）来控制二次谐波模式的寿命。驱动耗散动力学的解决，通过一个数值技术管理的空间和时间的变化，在第二谐波等离子体响应支持金纳米粒子。最后，非线性等离子体激元模式的寿命增强表现为进行FDTD模拟的非线性等离子体激元系统的金纳米粒子耦合的长寿命量子发射器。
2021-09-14 physics.app-ph physics.optics
Individual Nanostructures in an Epsilon-Near-Zero Material Probed with 3D-Sculpted Light
该研究结合实验与数值模拟，利用三维结构光束探测 ENZ 材料中单个纳米结构的光学响应，揭示其偏振可控的近场增强机制及超快纳米开关潜力。
2024-09-09 physics.optics
Ultrafast excitation of Bloch plasmon polaritons in hyperbolic metamaterials with an extreme ultra-violet transient grating
Umeå University（于默奥大学）；Elettra Sincrotrone Trieste（的里雅斯特同步辐射中心）；CIC nanoGUNE BRTA（nanoGUNE研究中心）；Ikerbasque, Basque Foundation for Science（伊卡巴斯克，巴斯克科学基金会）；Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia（摩德纳和雷焦艾米利亚大学）；Wallenberg Initiative Materials Science for Sustainability（瓦伦堡可持续材料科学倡议）
通过光操控材料性质推动材料科学和光子学发展，超高压电介质作为下一代量子光学介质具有潜力，支持布洛赫等离子体极化子，但无法通过直接光照射激发，本文通过极紫外瞬态光栅实验实现了在超高压电介质中激发布洛赫等离子体极化子，有限元模拟验证了瞬态光栅在相位匹配和模式激发中的作用，展示了空间时间上激发布洛赫等离子体极化子的途径，为永久性纳米结构光栅提供替代方案，可能实现超快光学模式激发控制。
2026-05-19 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Intersubband polaritonic metasurfaces for high-contrast ultra-fast power limiting and optical switching
本文通过协同优化半导体异质结构材料与光子纳米结构，研制出超快极化激元超表面功率限制器，在实验中实现了创纪录的54%反射对比度，并指出全电介质超表面有望将对比度提升至94%。
2024-03-23 physics.optics quant-ph
Excitation and control of quantum well nanostructures by unipolar half-cycle attosecond pulses
本文研究单极半周期阿秒脉冲对量子阱纳米结构的超快控制，发现布居动力学由电场脉冲面积与量子阱宽度决定的尺度之比确定，并展示了选择性激发和布居反转的可行性。
2023-05-12 physics.optics
Near-Field Enhancement of Optical Second Harmonic Generation in Hybrid Gold-Lithium Niobate Nanostructures
本文提出一种新机制，通过金纳米颗粒的局域表面等离激元共振与铌酸锂颗粒非辐射耦合，在无需辐射纳米天线的情况下实现约32倍的二次谐波产生增强，为设计亚波长非线性光学平台提供了新途径。
2022-12-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Ultrafast Transverse Modulation of Free Electrons by Interaction with Shaped Optical Fields
电子束的时空整形是电子显微镜领域的一个大胆前沿，它使空间分辨率增强、选择性探测、低剂量成像和更快的数据采集成为可能。在过去的十年中，成形方法从被动相位板发展到低速静电和静磁显示器。最近，随着超快电子显微镜的出现，更高的成形速度和灵活性已经变得可行，体现了依赖于使用光来控制自由电子的范式的迅速变化。在这里，我们的实验表明，任意的横向调制的电子束是可能的，而不需要设计和制造复杂的电子光学元件或材料的纳米结构，而是诉诸于成形从平面薄膜反射的光束。我们证明了任意横向调制的电子波包通过非弹性相互作用与一个形状的超快光场控制的外部空间光调制器（SLM）。我们说明了这种方法通过产生厄米-高斯（HG）电子束HG 10和HG 01对称性，并讨论其可能的用途，在提高显微特征的成像对比度。相对于目前的方案，我们的方法采用外部SLM显着扩大了可以印在电子波函数上的图案的范围，并使电子成形更容易执行的任务。
2022-06-05 physics.optics quant-ph
Ultrafast modulation of guided-mode resonance in a nonlinear silicon nitride grating
本文利用厚度小于300 nm的氮化硅介质光栅中的导模共振，将光学克尔效应增强超过三个数量级，实现共振幅度超50%的调制及透射开关切换，并展示动态脉冲整形能力，为自由空间全光器件发展提供新方向。
2024-09-02 physics.app-ph physics.optics
Ultrafast and highly collimated radially polarized photons from a colloidal quantum dot in a hybrid nanoantenna at room-temperature
研究展示了一种室温片上器件，通过精确定位于混合靶眼纳米天线中的巨型CdSe/CdS胶体量子点，利用选择性Purcell增强产生极高速率、高度定向且径向偏振度>93%的单光子，为多维量子通信应用铺平道路。
2024-03-24 physics.optics quant-ph
Skyrmion Generation in a Plasmonic Nanoantenna through the Inverse Faraday Effect
本文研究利用金纳米环暗模式在逆法拉第效应感生磁场中产生斯格明子拓扑结构，揭示反向传播光电流实现金磁化的机制，为超快数据写入与处理提供新途径。
2024-02-27 physics.optics
Ultrafast Ultraviolet C and Visible Laser Light with Broadly Tunable Spectrum
提出利用自相位调制或拉曼展宽结合非线性自压缩技术，实现紫外C至可见光波段连续可调谐、mJ级、少周期超短激光脉冲，并支持极紫外至软X射线相干光源产生，适用于超快动力学及多维成像研究。
2023-07-01 physics.optics
Three-Dimensional Coherent Diffractive Imaging of Isolated Faceted Nanostructures
针对自由飞行孤立纳米样品三维形态信息检索难的问题，提出基于凸多面体模型的通用成像方法，重建银纳米粒子广角衍射图案并获取非完美形状等结构，为三维结构测定及超快动力学成像开辟新途径。
2022-08-08 cond-mat.mes-hall cs.NE physics.atm-clus
Optomagnetism with plasmonic skyrmion
本文研究等离激元 Néel 斯格明子的光磁效应，证明聚焦径向偏振涡旋光束产生的斯格明子最适合在金薄膜中诱导静磁场，为全光磁化翻转等应用提供新自由度。
2024-04-04 physics.optics
A Chiral Inverse Faraday Effect Mediated by an Inversely Designed Plasmonic Antenna
逆法拉第效应是一种磁光过程，允许通过携带非零自旋或轨道力矩的光激发来磁化物质。这种现象到目前为止被认为是对称的;右或左圆偏振产生沿光传播方向或沿相反传播方向取向的磁场。在这里，我们证明，通过操纵光的自旋密度的等离子体纳米结构，我们产生了手性逆法拉第效应，创建一个强的磁场的500 mT的光的一个螺旋度，相反的螺旋度产生这种效果，只有镜面结构。这种新的光学概念开辟了用非偏振光产生磁场的道路，在磁畴和过程的超快操纵中找到应用，如自旋进动、自旋电流和波、磁skyrmion或磁圆二色性，并直接应用于数据存储和数据处理技术。
2023-01-14 physics.optics
Imaging Gigahertz Zero-Group-Velocity Lamb Waves
我们的图像GHz零群速度（ZGV）兰姆波在时域中的超快光学技术，揭示了他们的平稳性和他们的声能本地化在两个维度。声场成像到微米分辨率的纳米级双层组成的氮化硅板涂有钛膜。时间和时空傅立叶变换与涉及光泵浦和探测光束的强度调制的技术相结合，可以访问任意的声学频率，允许ZGV模式被隔离。的双层系统的色散曲线提取连同Q因子和第一ZGV模式的寿命。应用包括测试结合的纳米结构。
2019-01-07 physics.app-ph physics.optics
Electron Beam Spectroscopy for Nanophotonics
电子束光谱学的进展，最近使研究的光学激发与结合的空间，能量和时间分辨率在纳米，毫电子伏和飞秒域，从而提供了独特的访问到纳米光子结构及其详细的光学响应。这些技术依赖于$\approx$ 1-300 keV的电子束聚焦在样品上，低至亚纳米点，在时间上压缩在几飞秒长的波包中，并且在某些情况下由超快光脉冲控制。电子经历能量损失和增益，也引起阴极发光光发射，其被记录以揭示沿光束路径的光学景观。本文综述了这些进展，重点是相干激发，强调对电子波函数的控制水平的提高，以及随后在纳米颗粒中的光学谐振模和极化激元的研究和技术使用中的应用，2D材料和工程纳米结构。
2019-11-12 cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det physics.optics
Optical manipulation of matter waves
本文从理论上提出并证明利用光场与物质波的非弹性相互作用，通过纳米结构倏逝光场中的受激光子吸收/发射及自由空间受激 Compton 散射，实现对原子波函数的调制并产生时空压缩的原子束脉冲，为显微、光谱及光-原子基础现象研究提供新工具。
2022-03-15 physics.optics quant-ph
