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Plasmonic mid-infrared third harmonic generation in germanium nanoantennas

Light(Science & Applications) 2018年第1期7卷 19-25页

作者： Marco P.Fischer Aaron Riede Kevin Gallacher jacopo frigerio Giovanni Pellegrini Michele Ortolani Douglas J.Paul Giovanni Isella Alfred Leitenstorfer Paolo Biagioni Daniele Brida Department of Physics and Center for Applied Photonics University of Konstanz78457 KonstanzGermany School of Engineering University of GlasgowRankine BuildingOakfield AvenueGlasgow G128LTUK L-NESS Dipartimento di Fisica del Politecnico di MilanoVia Anzani 4222100 ComoItaly Dipartimento di Fisica Politecnico di MilanoPiazza Leonardo da Vinci 3220133 MilanoItaly Department of Physics Sapienza University of Rome00185 RomeItaly Physics and Materials Science Research Unit University of Luxembourg162a avenue de la FaïencerieL-1511 LuxembourgLuxembourg

We demonstrate third harmonic generation in plasmonic antennas consisting of highly doped germanium grown on silicon substrates and designed to be resonant in the mid-infrared frequency range that is inaccessible with conventional nonlinear plasmonic *** to the near-field enhancement,the result is an ultrafast,subdiffraction,coherent light source with a wavelength tunable between 3 and 5μm,and ideally overlapping with the fingerprint region of molecular *** observe the nonlinearity in this challenging spectral window,a highpower femtosecond laser system equipped with parametric frequency conversion in combination with an all-reflective confocal microscope setup is *** demonstrate spatially resolved maps of the linear scattering cross section and the nonlinear emission of single isolated antenna structures.A clear third-order power dependence as well as mid-infrared emission spectra prove the nonlinear nature of the light *** support the observed resonance length of the double-rod antenna and demonstrate that the field enhancement inside the antenna material is responsible for the nonlinear frequency mixing.

关键词： antenna antennas scattering

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