Nonlinear-optical properties of conductive spheroidal particle composites

Haus, Joseph W.; Kalyaniwalla, Nauzer; Inguva, Ramarao; Bloemer, Mark J.; Bowden, Charles M.

doi:10.1364/josab.6.000797

Cited by 147 publications

(38 citation statements)

References 11 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Стекла с наночастицами металлов находят при-менение в качестве цветных оптических фильтров, нелинейно-оптических сред [1][2][3][4][5] и сред для записи оп-тической информации [6][7][8]. В ряде работ теоретически показано [9][10], что прозрачные среды с наночастицами металлов могут обладать свойствами метаматериалов, и на их основе могут быть созданы суперлинзы [10][11][12].…”

Section: Introductionunclassified

Формирование Наночастиц Щелочных Металлов В Щелочно-Силикатных Стеклах При Электронном Облучении И Термообработке

Бочкарева¹,

Сидоров²,

Игнатьев³

et al. 2017

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Экспериментально и методами численного моделирования показано, что при облучении щелочно-содер-жащих стекол электронами с энергией 35 keV и последующей термообработке выше температуры стекло-вания в них формируются сферические металлические наночастицы лития, натрия и калия с оксидными оболочками, обладающие плазмонными резонансами в видимой области спектра. В стеклах, содержащих два щелочных металла, наблюдается взаимное влияние металлов на формирование наночастиц двух составов, что связано с различием ионных радиусов и подвижностей ионов этих металлов. [17][18][19][20]. Достоинством последнего метода явля-ется то, что наночастицы металла диаметром 5−10 nm могут быть сформированы в стекле локально, в том числе в нанометровых масштабах.Основными механизмами формирования наночастиц металлов в стеклах при электронном облучении яв-ляются [18]: (i) образование области отрицательного объемного заряда под поверхностью стекла за счет торможения быстрых электронов; (ii) полевая миграция подвижных положительных ионов металла в область отрицательного заряда; (iii) восстановление ионов ме-талла термализованными электронами до нейтрального состояния; (iv) формирование металлических наноча-стиц из атомов металла.Как правило, в неорганических стеклах синтезируют наночастицы благородных металлов (Ag, Au, Pt) и меди. В то же время наночастицы щелочных металлов, име-ющие плазмонные резонансы в видимой области спек-тра [21], также представляют практический интерес для создания нелинейно-оптических сред и сред для записи оптической информации. В работах [22][23][24] показано, что при γ-облучении кристаллов LiF и последующей термообработке в них формируются металлические на-ночастицы Li, обладающие плазмонным резонансом на длине волны 550 nm. В кристаллах NaF аналогичным методом могут быть сформированы наночастицы Na [24]. В работе [25] показано, что при синтезе натриево-содер-жащих фторфосфатных стекол в восстановительных условиях в стекле формируются наночастицы натрия. В работе [26] экспериментально показано, что наноча-стицы натрия, обладающие плазмонным резонансом на длине волны λ = 405−410 nm, могут быть сформирова-ны в натриево-силикатном стекле с помощью электрон-ного облучения и последующей термообработки выше температуры стеклования. Методами численного моде-лирования в настоящей работе установлено, что нано-частицы состоят из сферического ядра из твердого или жидкого натрия, и содержат оболочку из оксида натрия, окруженную внешней вакуумной или газовой оболочкой.Целями настоящей работы было экспериментальное исследование возможности синтеза наночастиц лития, натрия и калия в щелочно-содержащих силикатных стеклах электронно-лучевым методом, а также изучение особенностей структуры и других особенностей таких наночастиц методами оптической спектроскопии и чис-ленного моделирования. 6 * 243

show abstract

Section: Introductionunclassified

Формирование Наночастиц Щелочных Металлов В Щелочно-Силикатных Стеклах При Электронном Облучении И Термообработке

Бочкарева¹,

Сидоров²,

Игнатьев³

et al. 2017

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…The enhanced nonlinear responses in subwavelength coated particles have also been studied for several years using quasistatic methods. 10,11 It is well known that the secondorder susceptibility in optical nonlinear media is usually a very small parameter as compared with the first-order linear susceptibility. 12 In order to observe a second-harmonic signal, therefore, one would need to have strong pump intensity.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Optical frequency mixing through nanoantenna enhanced difference frequency generation: Metatronic mixer

Chettiar

Engheta

2012

Phys. Rev. B

View full text Add to dashboard Cite

A design for a subwavelength all-optical frequency mixer is proposed. The method relies on enhanced difference-frequency generation, which is achieved in two steps with the help of plasmonic nanoantennas. The interaction of the two input signals with the nonlinear material is increased through the use of input nanoantennas, which focus the incident energy of two different frequencies onto the nanoparticle formed by a nonlinear material. Next, the difference-frequency emission is enhanced through the Purcell effect by the use of a separate output nanoantenna that is resonant at the difference frequency. The application of this twofold approach allows for a significant enhancement in the difference-frequency generation efficiency. Simulation results are presented highlighting the features of the method. This multi-element nanostructure is indeed an optical mixer circuit element in the metatronic paradigm. A design for a subwavelength all-optical frequency mixer is proposed. The method relies on enhanced difference-frequency generation, which is achieved in two steps with the help of plasmonic nanoantennas. The interaction of the two input signals with the nonlinear material is increased through the use of input nanoantennas, which focus the incident energy of two different frequencies onto the nanoparticle formed by a nonlinear material. Next, the difference-frequency emission is enhanced through the Purcell effect by the use of a separate output nanoantenna that is resonant at the difference frequency. The application of this twofold approach allows for a significant enhancement in the difference-frequency generation efficiency. Simulation results are presented highlighting the features of the method. This multi-element nanostructure is indeed an optical mixer circuit element in the metatronic paradigm. Disciplines Electrical and Computer Engineering

show abstract

“…Elegant equations for the effective dielectric function of nanostructures with different architecture have been proposed by Maxwell Garnet, 15 Bruggeman, 16 Bergman, 17 and Looyenga. 18 Nonlinear-optical, laser-era generalizations of these models have been developed by Stroud and Hui, 19 Zeng et al, 20 Haus et al, 21,22 Sipe and Boyd, 23 Levy et al, 24 and Hui et al, 25,26 providing a deeper understanding of local-field enhancement of nonlinear-optical interactions in nanoscale optics and allowing nonlinearoptical properties of materials to be engineered by means of nanostructuring.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Optical nonlinearities of nanocomposite constituents selectively addressed by polarization‐controlled coherent anti‐Stokes Raman scattering

Konorov

Федотов

Smirnova

et al. 2006

J Raman Spectroscopy

View full text Add to dashboard Cite

Polarization coherent anti-Stokes Raman scattering (CARS) is shown to provide a means to selectively and independently address optical nonlinearities of materials constituting a multicomponent nanostructure, thus suggesting the way to tailor the nonlinear-optical response of nanocomposite materials. Polarization properties of CARS in porous glass infiltrated with a toluene solution are experimentally studied. Rotation of the polarization analyzer with respect to the polarization vectors of the linearly polarized pump fields is shown to radically modify CARS line profiles, indicating changes in the ratio of CARS signal components related to toluene molecules and the porous glass host.

show abstract

Nonlinear-optical properties of conductive spheroidal particle composites

Cited by 147 publications

References 11 publications

Формирование Наночастиц Щелочных Металлов В Щелочно-Силикатных Стеклах При Электронном Облучении И Термообработке

Формирование Наночастиц Щелочных Металлов В Щелочно-Силикатных Стеклах При Электронном Облучении И Термообработке

Optical frequency mixing through nanoantenna enhanced difference frequency generation: Metatronic mixer

Optical nonlinearities of nanocomposite constituents selectively addressed by polarization‐controlled coherent anti‐Stokes Raman scattering

Contact Info

Product

Resources

About