Nanocavidad de azopolímero holográfico asistido por au-plasmon para láser de retroalimentación distribuida de banda...

Área de la Ciencia:

• Optoelectrónica y sus derivados
• La nanofotónica
• Ciencias de los materiales

Sus antecedentes:

• Los nanolasers de polímero bombeados ópticamente son cruciales para los dispositivos optoelectrónicos integrados.
• Los plasmones de superficie pueden mejorar los campos electromagnéticos, pero causan el apagado de la fluorescencia en los nanolasers.
• Las partículas de metales nobles en los nano-dispositivos de retroalimentación distribuida (DFB) se enfrentan a desafíos con el láser eficiente debido a los efectos de apagado.

Objetivo del estudio:

• Proponer una estrategia de mejora de campo localizada sin contacto para un láser DFB altamente eficiente y de banda ancha.
• Investigar el uso de plasmones de oro (Au) y capas de ganancia óptica en nanolasers de polímeros.
• Para superar las limitaciones del apagado por fluorescencia en los nanolasers asistidos por plasmones.

Principales métodos:

• Utilizó una estrategia de mejora de campo localizado sin contacto entre Au plasmon y capas de ganancia óptica.
• Empleado interferencia holográfica para crear la estructura nano-cavidad.
• Se han realizado simulaciones de dominio temporal de diferencias finitas (FDTD) para analizar la distribución del campo electromagnético.

Principales resultados:

• Se obtiene una emisión láser sintonizable de 618,5 nm a 642,5 nm ajustando el ángulo de intersección.
• Se redujo el umbral de láser en un 33% (de 0,912 mJ/cm2 a 0,609 mJ/cm2) en la nanocavidad de azopolímero holográfico asistido por Au-plasmon.
• Los resultados del FDTD confirmaron un fuerte campo electromagnético dentro de la estructura de la guía de ondas llena de colorante fluorescente.

Conclusiones:

• La estrategia sin contacto propuesta mejora efectivamente los campos localizados para el láser DFB eficiente y de banda ancha.
• Este enfoque mitiga los problemas de apagado de fluorescencia asociados con las partículas de metales nobles en los nanolasers.
• El estudio ofrece una dirección prometedora para la construcción de nano-láseres avanzados con amplificación plasmónica.