論文の概要: Intersubband polaritonic metasurfaces for high-contrast ultra-fast power limiting and optical switching
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2403.15911v1
- Date: Sat, 23 Mar 2024 18:54:31 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-03-26 20:32:18.549481
- Title: Intersubband polaritonic metasurfaces for high-contrast ultra-fast power limiting and optical switching
- Title（参考訳）: 高コントラスト超高速パワーリミットと光スイッチングのためのサブバンド間分極準曲面
- Authors: Michele Cotrufo, Jonas Krakofsky, Sander A. Mann, Gerhard Böhm, Mikhail A. Belkin, Andrea Alù,
- Abstract要約: サブバンド・ポラトニック・メタサイトは、すべての凝縮物質系の中赤外周波数範囲において、最も強力な超高速非線形応答の1つをサポートする。
ここでは,超高速偏光性準曲面リミッタにおいて,大きな反射コントラストを実現するために材料とフォトニックナノ構造の相乗的最適化を示す。
デバイスは、サブバンド間遷移線幅を最小化し、光学飽和ナノ共振器の吸収を低減する最適化された半導体ヘテロ構造材料に基づいており、記録的な54%の反射コントラストを実現している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Nonlinear intersubband polaritonic metasurfaces support one of the strongest known ultrafast nonlinear responses in the mid-infrared frequency range across all condensed matter systems. Beyond harmonic generation and frequency mixing, these nonlinearities can be leveraged for ultrafast optical switching and power limiting, based on tailored transitions from strong to weak polaritonic coupling. Here, we demonstrate synergistic optimization of materials and photonic nanostructures to achieve large reflection contrast in ultrafast polaritonic metasurface limiters. The devices are based on optimized semiconductor heterostructure materials that minimize the intersubband transition linewidth and reduce absorption in optically saturated nanoresonators, achieving a record-high reflection contrast of 54% experimentally. We also discuss opportunities to further boost the metrics of performance of this class of ultrafast limiters, showing that reflection contrast as high as 94% may be realistically achieved using all-dielectric intersubband polaritonic metasurfaces.
- Abstract（参考訳）: 非線形サブバンド偏光性準曲面は、すべての凝縮物質系における中赤外周波数域における最も強力な超高速非線形応答の1つである。
これらの非線形性は、高調波発生と周波数混合の他に、強い極性結合から弱い極性結合への調整された遷移に基づく超高速光スイッチングと電力制限に利用することができる。
ここでは,超高速偏光性準曲面リミッタにおいて,大きな反射コントラストを実現するために材料とフォトニックナノ構造の相乗的最適化を示す。
デバイスは、サブバンド間遷移線幅を最小化し、光学飽和ナノ共振器の吸収を低減する最適化された半導体ヘテロ構造材料に基づいており、記録的な54%の反射コントラストを実現している。
また,この超高速リミッタの性能指標をさらに向上させる機会についても論じ,全誘電体サブバンド・ポーラトニック変成層を用いて,最大94%の反射コントラストを現実的に達成できることが示されている。
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