【摘要】：早在上個世紀激光器的發(fā)明,為人類科研史開辟了一條新的開發(fā)的道路,隨著細微微加工工藝的發(fā)展人們慢慢開始制作尺寸尺度接近光波波長形狀特征的腔體,法布里-玻羅(F-P)微腔是激光器最基礎的組成部分,半導體摻雜金屬-絕緣材料-金屬這種MIM微腔結構為研究納米級受限電磁與物質(zhì)的強相互作用效應提供了理想型的平臺。將激子放入腔內(nèi)形成很小的MIM微腔結構,在這個受限體積內(nèi),光子與物質(zhì)之間會發(fā)生可逆的能量交換,這種形成的準粒子稱為腔極化子。在1963年首次由E.T.Jaynes和F.W.Cummings對這一領域的興趣進行了理論分析,他們提出的Jaynes-Cummings模型(所謂的J-C模式)通常用于描述單個原子與量子化光場之間的相互作用。許多物理方案和示例模型已經(jīng)被提出并且可以用于實現(xiàn)量子計算。最有前途的解決方案之一是微腔的腔量子電動力學(QED)。它不僅可以為人們調(diào)節(jié)量子態(tài)提供一個幾乎理想的平臺,而且隨著微加工技術的發(fā)展,也可以發(fā)展成為一種一體化-小型化的光化學平臺,具有廣闊的發(fā)展前景,這也是本文的背景。本論文主要是針對光與物質(zhì)相互作用的基礎,利用超快光譜測試觀察在光學微腔中摻雜尼羅紅染料發(fā)生模式劈裂的光學特性。做了以下系統(tǒng)的研究工作:第一部分我們在超凈間實驗工作室搭建瞬態(tài)光譜探測系統(tǒng),也叫做能夠寬譜測量的瞬態(tài)飛秒泵浦-探測測試系統(tǒng),整個瞬態(tài)飛秒泵浦探測系統(tǒng)可以測量的波長范圍是350nm-800nm,激光放大器的時間分辨率約為100fs,可調(diào)諧范圍是350nm-700nm(激發(fā)光波長),延時線的測試窗口范圍是1500ps。第二部分是本論文的實驗說明制備了由一層質(zhì)量級尼羅紅(NR)染料激子與兩層銀金屬鍍膜組成的金屬-絕緣-金屬(MIM)微腔,隨機分散在SU-8大分子聚合物負極抗蝕劑基體中,并首次測量了它們的穩(wěn)態(tài)透射光譜。由于激子與受限光子的相互作用,我們觀察到了新的雙光子傳輸峰,它們具有較大的能量分離和角反交叉行為。第三部分本篇論文為了從根本上證實這種相互作用是屬于弱耦合還是強耦合,我們進一步利用時間分辨泵浦探針瞬態(tài)吸收(TA)技術揭示了這些新的雙相共振的光學性質(zhì)。這種相互作用的時間分辨結果是弱的,因為衰變弛豫動力學只是通過調(diào)制效應被微腔加速,而不是通過超快Rabi振蕩循環(huán)進行引人注目的能量交換。第四部分我們還證實了這種調(diào)制效應是由微腔而不是激子振蕩強度進行的。這項工作可以為大規(guī)模的激子摻雜的MIM微腔提供一個全面的深入的理解,并可以代表未來在光學微腔調(diào)制器件發(fā)展奠定基礎。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN248

【參考文獻】

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1 郝亞偉;金屬表面等離子體激元與分子相互作用及其時間分辨光譜研究[D];吉林大學;2015年

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本文編號：2599328