极小时空尺度等离激元场的相干控制研究

项目名称： 极小时空尺度等离激元场的相干控制研究

项目编号： No.11474040

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2015

项目学科： 数理科学和化学

项目作者： 林景全

作者单位： 长春理工大学

项目金额： 99万元

中文摘要： 极小时空尺度等离激元等代表性亚波长光学器件是后摩尔时代的核心支撑器件。本项目首次提出开展几周期激光脉冲（7fs脉宽）照射典型纳米金属结构（蝴蝶结形和四角星形两种结构）所形成的极小时空尺度等离激元场的相干控制研究。项目的主要内容包括：1）采用有限时域差分（FDTD）方法，对极小时空尺度等离激元场的局域特性及其相干控制过程进行理论模拟研究。2）用非线性多光子光辐射电子显微术对极小时空尺度等离激元场进行高空间分辨率、无干扰原位成像研究。3）进一步，通过调节用于相干控制两个几周期飞秒光脉冲间的位相差，以及对相应的等离激元场进行阿秒时间精度、纳米空间分辨率真正空域和时域的成像研究，实现极小时空尺度等离激元场的相干控制（场的时空分布按预先设定的目标进行）。通过该项目的研究，可望获得对极小时空尺度等离激元场特性的准确认识以及掌握其相干控制方法。

中文关键词： 几周期飞秒激光；等离激元；相干控制；光辐射电子显微术

英文摘要： Sub-wavelength optical device, represented by ultrafast nanoscale plasmonics, will play a backbone role in the post-Moore stage. Top issues involved in this field includes the grasp of the control method and the governing law. This project deals with the coherent control of ultrafast nanoscale plasmonics generated with a few cycle femtosecond laser(7fs pulse duration) interaction with nanoscale metal structures such as bow-tie and nanostar,which is suggested in this proposal. The localization charactersitics as well as process of coherent control of the field will be simulated by use of Finite-difference time-domain(FDTD) method. Nonlinear multi-photon Photo-Emission Electron Microscopy (PEEM) is employed to non-invasive map ultrafast nanoscale plasmonics with high spatial resolution. Furthermore,assisted with plasmonics imaging at nanoscale spatial resolution and attosecond temporal precision in the real spatiotemporal domain, coherent control of ultrafast nanoscale plasmonics will be investigated via adjusting relative phase delay between two polarized light pulses. The underling physics as well as the coherent control method of ultrafast nanoscale plasmonics is expected to be fully explored.

英文关键词： few cycle femtosecond laser;nano-plasmonic;conherent control;Photoemission electron microscopy(PEEM)