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Modulador electro-óptico asistido por plasmonas de baja pérdida

  • 0ETH Zurich, Institute of Electromagnetic Fields (IEF), Zurich, Switzerland. haffnerc@ethz.ch.
Nature +

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27 de abril de 2018

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27 de abril de 2018

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Resumen

Este resumen es generado por máquina.

Los investigadores evitaron las pérdidas plasmónicas utilizando conmutación por resonancia, lo que permitió dispositivos ópticos más rápidos y más pequeños. Este avance supera un obstáculo importante para la plasmónica práctica en la detección y las comunicaciones.

Área De La Ciencia

  • Las plasmónicas
  • La nanofotónica
  • Ingeniería de dispositivos ópticos

Sus Antecedentes

  • La plasmónica, el estudio de las interacciones entre la luz y la materia con el movimiento de los electrones en las superficies metálicas, se ha dirigido durante mucho tiempo a dispositivos ópticos de longitud de onda inferior.
  • Las pérdidas ohmicas debidas al movimiento de los electrones generan calor, lo que limita las aplicaciones plasmónicas en la tecnología de detección e información.
  • Un punto de vista prevaleciente consideraba que las plasmónicas eran demasiado pérdidas para su aplicación práctica.

Objetivo Del Estudio

  • Para superar las limitaciones de las pérdidas ohmicas en dispositivos plasmónicos.
  • Demostrar un nuevo método para eludir la generación de calor en sistemas plasmónicos.
  • Realizar dispositivos ópticos de longitud de onda para aplicaciones avanzadas.

Principales Métodos

  • Introducción del "cambio de resonancia" para controlar el acoplamiento de la luz a los polaritones plasmónicos de superficie con pérdidas.
  • Interferencia destructiva utilizada para evitar el acoplamiento de la luz en el estado "encendido" (fuera de resonancia).
  • Fabricado y probado un modulador de anillo electro-óptico plasmónico para validar el enfoque.

Principales Resultados

  • Demostrado eludir las pérdidas ohmicas a través de la conmutación de resonancia.
  • Logró grandes ratios de extinción entre los estados encendido y apagado con conmutación subpicosegundo.
  • La validación experimental confirmó bajas pérdidas ópticas en el chip, funcionamiento a alta velocidad (> 100 GHz), eficiencia energética y estabilidad térmica.

Conclusiones

  • Los plasmónicos pueden ser prácticos para aplicaciones de alto rendimiento al mitigar las pérdidas.
  • La técnica de conmutación por resonancia permite el desarrollo de tecnologías de detección y comunicación en chip rápidas y compactas.
  • Este trabajo abre nuevas vías para integrar la plasmónica en futuras plataformas de información y detección.

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