激光出現后的短短的幾年內,人們觀察到許多用過去的光學理論無法解釋的新效應。為了解釋這些新效應,產生了非線性光學理論。非線性光學是現代光學的一個分支,研究介質在強相干光作用下產生的非線性現象,在顯微鏡,全光數據處理,和量子信息領域有著潛在的應用。然而,即使在強激光的照射下,有些非線性光學材料經常表現弱的非線性光學性能。
近日由加拿大、美國、墨西哥組成的研究團隊在zui近出版的《Science》上撰文指出,氧化銦錫(ITO)可以獲得高于其他材料非線性性能,有望未來在多個光子學應用領域實現應用。該團隊發現,常用于觸摸屏和飛機窗戶的材料ITO能獲得特別高的光學非線性。在某些條件下,ITO樣本獲得的光學非線性程度可超過其他材料數百倍。
研究已經表明,薄的ITO薄膜在ENZ波長下具有非常大的超快三階非線性效應,此外,它能夠獲得大的折射率的光學感應變化。
研究結果對非線性光學響應只是擾動的線性響應這個概念提出了一個挑戰。
圖 ITO(A)波長與非線性有效折射率n2(eff)的關系(B)波長與有效非線性衰減常數β(eff)的關系(C)入射角與n2(eff)、β(eff)的關系(D)標準化的透射率瞬時變化(ΔT)
這項新研究中,ITO在360飛秒內(1飛秒=10-15秒)就恢復了其zui初的折射率,該研究的通訊作者伊斯雷爾·德利昂(Israel De Leon)解釋道,這一特定條件與波長約為1.2微米的光有關,該光波介于可見光與波長為1.5微米的光之間,對光子通訊意義重大。