Resonant, broadband, and highly efficient optical frequency conversion in semiconductor nanowire gratings at visible and UV wavelengths
Visualitza/Obre
proofsJosaBJT.pdf (2,158Mb) (Accés restringit)
Sol·licita una còpia a l'autor
Què és aquest botó?
Aquest botó permet demanar una còpia d'un document restringit a l'autor. Es mostra quan:
- Disposem del correu electrònic de l'autor
- El document té una mida inferior a 20 Mb
- Es tracta d'un document d'accés restringit per decisió de l'autor o d'un document d'accés restringit per política de l'editorial
Cita com:
hdl:2117/174241
Tipus de documentArticle
Data publicació2019-08-01
Condicions d'accésAccés restringit per política de l'editorial
Tots els drets reservats. Aquesta obra està protegida pels drets de propietat intel·lectual i
industrial corresponents. Sense perjudici de les exempcions legals existents, queda prohibida la seva
reproducció, distribució, comunicació pública o transformació sense l'autorització del titular dels drets
Abstract
Using a hydrodynamic approach, we examine bulk- and surface-induced second- and third-harmonic generationfrom semiconductor nanowire gratings having a resonant nonlinearity in the absorption region. We demonstrateresonant, broadband, and highly efficient optical frequency conversion: contrary to conventional wisdom, weshow that harmonic generation can take full advantage of resonant nonlinearities in a spectral range where non-linear optical coefficients are boosted well beyond what is achievable in the transparent, long-wavelength, non-resonant regime. Using femtosecond pulses with approximately500MW/cm2peak power density, we predictthird-harmonic conversion efficiencies of approximately 1% in a silicon nanowire array, at nearly any desired UVor visible wavelength, including the range of negative dielectric constant. We also predict surface second-harmonic conversion efficiencies of order 0.01%, depending on the electronic effective mass; bistable behaviorof the signals as a result of a reshaped resonance; and the onset of fifth-order nonlinear effects. These remarkablefindings, arising from the combined effects of nonlinear resonance dispersion, field localization, and phase lock-ing, could significantly extend the operational spectral bandwidth of silicon photonics, and strongly suggest thatneither linear absorption nor skin depth should be motivating factors to exclude either semiconductors or metalsfrom the list of useful or practical nonlinear materials in any spectral range.
CitacióEscalora, M. [et al.]. Resonant, broadband, and highly efficient optical frequency conversion in semiconductor nanowire gratings at visible and UV wavelengths. "Journal of the Optical Society of America B. Optical physics", 1 Agost 2019, vol. 36, núm. 8, p. 2346-2351.
ISSN0740-3224
Versió de l'editorhttps://www.osapublishing.org/josab/abstract.cfm?uri=josab-36-8-2346
Fitxers | Descripció | Mida | Format | Visualitza |
---|---|---|---|---|
proofsJosaBJT.pdf | 2,158Mb | Accés restringit |