用于高效二次谐波产生和近红外上转换光检测的矢量偏振分辨环形等离子体天线

《Advanced Optical Materials》：Vectorial Polarization-Resolved Annular Plasmonic Antenna for Efficient Second Harmonic Generation and Near-Infrared Upconverted Photodetection

提出环形等离子体天线（APA）实现极化调控的二次谐波生成和光电检测，纳米环槽结构结合外剥离InSe片在径向极化激发下产生80倍场增强，促成高效上转换，方位角极化无SPP聚焦，光电检测极化调制比达103，为多功能光子学应用提供新途径。

　　

摘要

本文介绍了一种基于金属-介质结构的矢量偏振分辨环形等离子体天线（APA），该天线能够实现高效的第二谐波产生（SHG）以及偏振控制的上转换光检测。该天线由银膜上的同心纳米环状缝隙组成，并与剥离的InSe薄片集成在一起。当该天线受到径向偏振（RP）矢量光束照射时，表面等离子体极化子（SPPs）从缝隙边缘产生并在天线中心汇聚，从而实现约80倍的局部场增强。这种场集中效应使得中心InSe区域产生强烈的SHG信号，这一点通过远场SHG空间成像得到了清晰验证。相比之下，在方位角偏振（AP）激发下并未观察到SPP的聚焦现象。这种InSe耦合的环形天线还表现出优异的矢量偏振分辨光检测能力：在RP和AP激发条件下，上转换光电流的调制比可达到约10³。这些发现展示了一种多功能等离子体器件架构，它将矢量光束控制、近场光集中和电信号读出功能相结合，为非线性光学、偏振分辨传感和光电开关等多功能光子应用提供了有前景的实现途径。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。