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Nature Commun：对称性破缺导致Au plasmonic纳米空腔增强二次谐波

纳米
2021-07-16

高效率的纳米尺度相干光的频率上转换对于现代光子学技术应用非常重要，但是仍难以实现，贵金属的界面二级非线性效应能通过plasmon增强作用显著增强，但是与此同时高对称性的纳米结构能导致远场二次谐波（SHG）衰减。有鉴于此，香港城市大学雷党愿、伦敦大学国王学院Anatoly V. Zayats等报道发现单个Au纳米球在金属薄膜上紧密结合将导致远场二次谐波（SHG）显著提高，这种作用在不存在二次谐波的情况中同样能够实现。

本文要点：

（1）

纳米尺度结合位点上的光致电磁不对称效应抑制局部远场二次谐波SHG消除，同时二次谐波通过与纳米空腔中的键偶极共振效应进行耦合，因此二次谐波得以显著增强。

（2）

作者发现100 nm直径的单个Au纳米球产生的远场SCG转换效率达到3.56×10-7 W-1，这个结果达到双共振等离子体（double-resonant plasmonic）的两个数量级，同时金属空腔中的高效率SHG能作为超灵敏的非显性纳米探针用于检测纳米光子学器件中的纵向矢量光场分布情况。

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参考文献

Li, GC., Lei, D., Qiu, M. et al. Light-induced symmetry breaking for enhancing second-harmonic generation from an ultrathin plasmonic nanocavity. Nat Commun 12, 4326 (2021).

DOI: 10.1038/s41467-021-24408-x

https://www.nature.com/articles/s41467-021-24408-x