1 四川大学物理科学与技术学院，成都 610064
2 四川大学高能量密度物理及技术教育部重点实验室，成都 610065
有源表面等离光子学(active plasmonics)是目前表面等离子体光子学研究的一个重要分支，其基本思想是利用“增益”物质和纳米金属结构相结合形成杂化金属纳米结构，从而克服表面等离子体激元(surface plasmon polariton，SPP)的耗散问题以及实现对SPP光子的外部操作和调制。本文主要针对有机半导体/金属杂化纳米结构，介绍其相关研究结果。结合色散补偿的光谱相干法和超快泵浦-探测瞬态光谱测量技术，分析了J-凝聚/光栅杂化金属纳米结构的静态和瞬态光学特性，揭示了X-SPP的强耦合过程中的相干和非相干相互作用通道，杂化能态的sub/super-radiance现象，以及有机半导体染料中的激子和SPP之间的瞬态相干能量交换过程：“拉比”振荡。实现了10 fs量级的SPP光学特性的外部相干调制。
表面等离子体激元 杂化纳米结构 强耦合 超快激光光谱 surface plasmon polaritons hybrid nanostructures strong coupling ultrafast spectroscopy
1 中国科学院上海光学精密机械研究所 强场激光物理国家重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院上海光学精密机械研究所 强激光材料重点实验室, 上海 201800
4 日本电气通信大学 先端超高速激光研究中心, 日本 东京 182-8585
利用紫外飞秒激光光谱技术研究了Al2O3/SiO2高反射膜内的超快载流子动力学。通过实验, 发现该反射膜Al2O3层的载流子动力学在紫外反射膜的激光诱导损伤中起着至关重要的作用。通过泵浦-探测实验, 发现紫外飞秒激光与光学薄膜作用后, 光学薄膜反射率有所下降, 且探测光反射率变化的峰值在约2.3 ps的时间内从417 nm左右转移到402 nm左右。为了更好的解释激光诱导载流子动力学, 一个具体的理论模型被提出来, 该模型指出导带自由电子弛豫过程中与晶格相互作用, 产生距导带一个光子能量的中间缺陷态, 其初始电子密度影响了材料损伤阈值高低。通过该理论模型得出的激光损伤阈值数据和实验数据吻合得很好。
激光诱导损伤 多光子过程 光学材料 超快激光光谱 飞秒激光 laser-induced damage multiphoton process optical materials ultrafast laser spectroscopy femtosecond laser 红外与激光工程
2016, 45(12): 1206013
1 中山大学光电材料与技术国家重点实验室, 广州 510275
2 中山大学化学与化工学院, 广州 510275
3 茂名学院技术物理系, 茂名 525000
采用时间分辩激光光谱技术, 研究了一种钌配合物[Ru(dmb)2(mitatp)]2+发光增强的超快过程。采用比较方法测量了[Ru(dmb)2(mitatp)]2+和[Ru(dmb)2(mitatp)]2+/DNA复合物的瞬态发光弛豫过程。 [Ru(dmb)2(mitatp)]2+和[Ru(dmb)2(mitatp)]2+/DNA复合物的发光均来源于[Ru(dmb)2(mitatp)]2+中的电荷转移单态和三重态到基态的辐射跃迁。通过钌配合物与DNA的相互作用,[Ru(dmb)2(mitatp)]2+的荧光寿命由339 ns延长至589 ns; 磷光寿命由16 μs延长至21 μs,总的发光强度增强了约1个数量级。分析表明,[Ru(dmb)2(mitatp)]2+发光寿命和发光强度的增加可能来源于[Ru(dmb)2(mitatp)]2+与DNA之间的电荷转移态的形成,它导致[Ru(dmb)2(mitatp)]2+的最低激发单态和三重态到基态的无辐射概率的减小,增强了[Ru(dmb)2(mitatp)]2+发光效率。
激光与光电子学 瞬态发光动力学 超快激光光谱技术 钌配合物和DNA
