“飛秒光物理和介觀光學”創新研究群體在介觀光子器件研究取得新的進展
“飛秒光物理和介觀光學”創新研究群體在介觀光學領域又取得了新的研究進展，在實現了低功率、高速光子晶體全光開關器件之後，
他們又實現了低功率、高透過率對比的全光二極管器件原型器件。研究論文即将發表在國際重要刊物Adv. Funct. Mater.上 （Xiaoyong Hu,
Zhiqiang Li, Jiaxiang Zhang, Hong Yang, Qihuang Gong*, Xinping Zhang, “Low-power
and high-contrast nanoscale all-optical diodes via nanocomposite photonic
crystal microcavities”, Advanced Functional Materials, DOI:
10.1002/adfm.201002445.）。
光子晶體全光二極管是一種重要的介觀光學器件，在光計算、光互聯和超快速信息處理等領域都具有重要的應用前景。實現低阈值光功率和高正反向透過率對比是其實用化的關鍵。由于通常材料的非線性光學系數相對較小，使得光子晶體全光二極管的阈值光功率很高，阈值光強在幾百GW/cm2的量級，正反向透過率對比隻有幾十。這就嚴重制約了光子晶體全光二極管的實際應用。
論文通過将金屬納米顆粒表面等離激元共振增強非線性光學效應與光子晶體微腔的強光子局域效應相結合，制備出具有大三階非線性光學系數的納米複合材料光子晶體微腔，突破了介觀光子學器件研究在材料方面所受的限制；利用全光可調諧納米複合材料光子晶體微腔，實現了低功率、高透過率對比的全光二極管器件原型：将阈值光功率降低了4個數量級，阈值光強從幾百GW/cm2的量級降低到2.1
MW/cm2, 接近實用化的要求；将正反向透過率對比提高了3個數量級，達到了11875。
研究成果不僅将促進全光二極管等介觀光子學器件的實際應用研究，而且為非線性光學新材料的研究提供了一條新的途徑。
研究工作得到國家973項目、國家自然科學基金委“創新研究群體”項目和重點實驗室自主課題等的資助。
