Нелинейные оптические процессы обеспечивают основу для важных функций фотоники, таких как преобразование частоты света, генерация ультракоротких световых импульсов, а также оптическая обработка и манипуляции. Ожидается, что дальнейшее развитие этой области будет поддерживаться синтезом новых наноматериалов с настраиваемыми оптическими свойствами и новыми подходами к эффективному связыванию света с такими наноматериалами.
Ожидается, что для последней цели решающее значение будут иметь световые лучи с нетрадиционной поляризацией, так называемый структурированный свет.Чтобы продемонстрировать такие возможности, авторы разработали и изготовили сборки из золотых наностержней с четко определенными размерами и ориентацией, так что их общий размер соответствует размеру сфокусированного лазерного луча, то есть около 1 микрона.
Чтобы исследовать нелинейный отклик таких плазмонных олигомеров, авторы использовали новую технику оптической микроскопии, которая оснащена пучками с поляризационной структурой. Более конкретно, авторы использовали радиально и азимутально поляризованные цилиндрические векторные пучки, которые демонстрируют неоднородные состояния поляризации по поперечному сечению пучка.
«Предыдущие работы по нелинейным оптическим эффектам в плазмонных олигомерах были основаны на использовании плоских волн или сфокусированных пучков с однородными, т.е. однородными, состояниями поляризации. Здесь мы использовали нелинейно-оптический микроскоп, оснащенный пучками с поляризационной структурой в форме пончика для исследования такие олигомеры.Мы обнаружили, что общая эффективность нелинейных оптических эффектов от этих структур сильно зависит от пространственной структуры пучка и коллективных взаимодействий, поддерживаемых олигомером.Мы надеемся, что наша работа вызовет дальнейший интерес к изучению и управлению нелинейными оптическими эффектами. в новых наноразмерных системах с использованием нетрадиционных возбуждающих пучков ». — говорит доктор Годофредо Баутиста, научный сотрудник группы нелинейной оптики лаборатории фотоники TUT и соавтор работы.Профессор Марти Кауранен, руководитель группы нелинейной оптики и лаборатории фотоники, который руководил исследованиями в TUT, заявляет, что «помимо нелинейных эффектов, изученных в настоящей работе, наши результаты в целом показывают, насколько важно адаптировать падающий оптический луч. чтобы эффективно объединять свет в сложные наноструктуры ».
Профессор Моника Флейшер, руководитель группы плазмонных наноструктур в Тюбингенском университете и соавтор-корреспондент, которая руководила исследованиями в Тюбингенском университете, добавляет: «Нанотехнологии предоставляют высокоточные инструменты, которые позволяют нам адаптировать структуру металлических наноструктур, также называемые оптическими антеннами, с заранее разработанными свойствами. Таким образом, можно нацелить специфические взаимодействия с нетрадиционными лазерными лучами и максимизировать общую интенсивность сигнала ».
Исследователи полагают, что их результаты будут полезны при разработке и реализации новых видов оптических компонентов и методов определения характеристик, использующих нетрадиционные оптические поля.