Third-order optical nonlinearities of glass-metal nanocomposites

Abstract

In dieser Arbeit werden optische Nichtlinearitäten dritter Ordnung von Metall-Glas Nanokompositen mit verschiedenen geometrischen Anisotropien mit Hilfe von Z-Scan-Experimenten untersucht. Für einheitlich ausgerichtete, sphäroidale Ag-Nanopartikel bieten polarisationsaufgelöste Studien separaten Zugriff auf longitudinale oder transversale Plasmonenresonanzen. Bei passenden Lichtwellenlängen beobachtet man daher eine Vorzeichenänderung der Nichtlinearität bei Drehung der Polarisation um 90°. Die erhöhte Elektronentemperatur bildet bei Femtosekunden-Pulsen den Hauptbeitrag zur optischen Nichtlinearität des Materials; die Frequenzabhängigkeit kann über die Feldverstärkungsfaktoren in der Umgebung der Plasmonenresonanz erklärt werden. In Proben, die sphärische Ag-Nanopartikel in einer dünnen Oberflächenschicht aufweisen, wird eine richtungsabhängige nichtlineare Transmission beobachtet, die durch ein numerisches Modell für ein Zweischichtsystem in der Näherung dünner Proben (relativ zur Rayleighlange des Laserstrahls) erklärt werden kann.