一种电子激发双曲回音壁模式的方法技术

本发明专利技术涉及一种电子激发双曲回音壁模式的方法，所述方法包括如下步骤：使用电子照射具有双曲等频轮廓的纳腔，实现双曲回音壁模式的激发；所述电子的照射速度为0.001

【技术实现步骤摘要】
一种电子激发双曲回音壁模式的方法


[0001]本专利技术属于电子激发
，涉及一种激发回音壁模式的方法，尤其涉及一种电子激发双曲回音壁模式的方法。

技术介绍

[0002]双曲材料因为其双曲等频轮廓而著名的光学材料，它具有各向异性的特征，且有不同符号的介电张量的分量。双曲材料具有超大波矢的双曲色散性能，可以支持超高压缩的电磁模式，比如双曲等离激元和双曲声子极化激元等，可以广泛应用在纳米波导、化学生物传感和超分辨成像等领域。
[0003]回音壁模式可类比于在弧形侧壁上声波传输，两个人对弧形侧壁说话，即使相距很远，互相也能听得非常清楚，其原理就是：声波可以沿着光滑的侧壁进行全反射传输，且损耗较低。光波等电磁波也能够产生类似的效应，当光从光密介质向光疏介质入射且入射角很大时，也会存在全反射，因此，在高折射率的弯曲界面同样可以支持光学回音壁模式。
[0004]回音壁模式具有较低的散射损耗和较高的品质因子，因此可以极大的提高光与物质的相互作用，广泛应用在光学滤波器、化学生物传感、低阈值激光器和腔量子电动力学等领域。
[0005]CN113507039A公开了一种基于单个回音壁模式光学微腔的单模微激光器及实现方法，包括制备所需的掺杂稀土离子或含有量子点等增益材料的单个回音壁模式光学微腔，光学微腔的构型包括微盘腔、环形微腔或跑道型微腔；材料种类包括铌酸锂、二氧化硅、氮化硅等；其泵浦光耦合到光纤维或光波导，激发由光学微腔的基膜和高阶模叠加而成、具有多边形结构的复合模式，具有较高的品质因子。
[0006]CN107202774A公开了一种表面等离子体增强型混合介质回音壁模式微腔传感器，包括可调谐激光器、偏振控制器、锥形光纤、混合介质微腔、等离子体纳米颗粒与光电探测器，其中可调谐激光器输出的激光通过锥型光纤耦合进入混合介质微腔，并在其内全反射形成回音壁模式共振；偏振控制器用于控制输入锥形光纤的激光偏振态；光电探测器用于记录并分析由锥型光纤和混合介质微腔构成的耦合系统输出端的回音壁模式透射谱。
[0007]现有技术均在微腔体系中激发产生回音壁模式，但由于纳腔的体系小于微腔体系，其上表面难以束缚电磁波进行传输。双曲模式和回音壁模式可以进行有效耦合，进行电磁波的传输，纳腔结构能够支持高波长压缩特性的双曲回音壁模式。但由于纳腔体系具有较强的束缚光场的能力，纳腔中的双曲回音壁模式难以被高效激发。
[0008]因此，提供一种有效激发纳腔结构双曲回音壁模式的方法，能够为超小型光电子集成器件提供一种全新的激发和调制的思路。

技术实现思路

[0009]本专利技术的目的在于提供一种电子激发双曲回音壁模式的方法，所述方法不仅能够高动量激发纳腔体系中的双曲回音壁模式，还能够高空间分辨率的调制不同阶数的回音壁
模式，为超小型光电子集成器件提供一种全新的激发和调制的思路。
[0010]为达到此专利技术目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0011]本专利技术提供了一种电子激发双曲回音壁模式的方法，所述方法包括如下步骤：
[0012]使用电子照射具有双曲等频轮廓的纳腔，实现双曲回音壁模式的激发；
[0013]所述电子的照射速度为0.001
‑
0.8C，C为真空条件下的光速。
[0014]本专利技术利用电子照射具有双曲等频轮廓的纳腔，利用电子激发过程中的超高空间分辨能力，实现了双曲回音壁模式的激发与调制，这不仅能够为双曲回音壁模式的深入探索奠定基础，还可以研究电磁波与物质相互作用的物理极限，为未来超小型光电子集成器件提供一种全新激发和调制方式的思路。
[0015]本专利技术所述电子的来源包括但不限于透射电子显微镜和/或真空隧穿电子源；电子的照射速度为0.001
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0.8C，例如可以是0.001C、0.005C、0.06C、0.08C、0.1C、0.2C、0.3C、0.4C、0.5C、0.6C、0.7C或0.8C，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用，优选为0.01
‑
0.5C。
[0016]本专利技术提供的方法采用电子照射实现对纳腔的双曲回音壁模式激发，若电子速度过低，则无法实现有效激发；但若电子速度过快，不仅加速电压的能量需求过大，而且存在烧坏纳腔的缺陷。因此，本专利技术电子的照射速度优选为0.01
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0.5C。
[0017]优选地，所述纳腔的结构包括环形中空纳腔、圆盘纳腔或球形纳腔中的任意一种。
[0018]优选地，所述纳腔的侧壁厚度≥0.34nm，即纳腔的侧壁厚度不小于单原子层的厚度，优选为≥3nm。
[0019]优选地，所述纳腔的材质包括自然双曲材料和/或人工双曲材料。
[0020]优选地，所述自然双曲材料包括二维范德华材料和/或三维材料。
[0021]优选地，所述二维范德华材料包括六方氮化硼和/或氧化钼。
[0022]所述二维范德华材料为六方氮化硼和氧化钼的组合时是指，六方氮化硼与氧化钼组成的异质结体系。
[0023]优选地，所述三维材料包括碳酸钙、钨酸镉或氧化镓中的任意一种或至少两种的组合，典型但非限制性的组合包括碳酸钙与钨酸镉的组合，钨酸镉与氧化镓的组合，碳酸钙与氧化镓的组合，或碳酸钙、钨酸镉与氧化镓的组合。
[0024]优选地，所述人工双曲材料包括周期性交替的Ag/SiO2和/或周期性交替的Au/SiO2。
[0025]本专利技术不对人工双曲材料的制备方法进行具体限定，只要为周期性交替的Ag/SiO2和/或周期性交替的Au/SiO2，且具有双曲等频轮廓即可。
[0026]优选地，所述纳腔放置于导电衬底。
[0027]优选地，所述导电衬底的材质包括铜、钯或导电硅中的任意一种。
[0028]优选地，所述导电衬底均匀分布通孔。
[0029]优选地，所述通孔的形状为轴对称图形。
[0030]优选地，所述通孔的形状包括圆形、长方形或等边三角形。
[0031]优选地，所述通孔的形状为圆形时，通孔的直径为10
‑
500μm，例如可以是10μm、50μm、100μm、150μm、200μm、250μm、300μm、350μm、400μm、450μm或500μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0032]优选地，所述通孔的形状为长方形时，通孔的宽度为10
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100μm，长度为20
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500μm。
[0033]本专利技术中，当通孔的形状为长方形时，通孔的宽度为10
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100μm，例如可以是10μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm、80μm、90μm或100μm，但不限于所列举的数值，数值范围内其它未列举的数值同样适用。
[0034]本专利技术中，当通孔的形状为长方形时，通孔的长度为20
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500μm，例如可以是20μm、50μm、100μm、15本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子激发双曲回音壁模式的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：使用电子照射具有双曲等频轮廓的纳腔，实现双曲回音壁模式的激发；所述电子的照射速度为0.001
‑
0.8C，C为真空条件下的光速。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述纳腔的结构包括环形中空纳腔、圆盘纳腔或球形纳腔中的任意一种；优选地，所述纳腔的侧壁厚度≥0.34nm，优选为≥3nm。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述纳腔的材质包括自然双曲材料和/或人工双曲材料。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述自然双曲材料包括二维范德华材料和/或三维材料；优选地，所述二维范德华材料包括六方氮化硼和/或氧化钼；优选地，所述三维材料包括碳酸钙、钨酸镉或氧化镓中的任意一种或至少两种的组合。5.根据权利要求3或4所述的方法，其特征在于，所述人工双曲材料包括周期性交替的Ag/SiO2和/或周期性交替的Au/SiO2。6.根据权利要求1
‑

【专利技术属性】
技术研发人员：戴庆，高鹏，杨晓霞，郭相东，李宁，吴晨晨，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：