目前研究人员提出了各种光学天线以线性方式控制辐射图,而较大的非线性效应可以引起天线的折射率的变化,从而改变辐射方向图.通过修正电子的有效质量进而完善Drude模型,可得到氧化铟锡(ITO)的非线性折射率与频率和强度的函数关系,进而可知由ITO制成的纳米天线会表现出极大的光学Kerr效应.本文研究了ITO天线的线性和非线性响应.利用ITO的Kerr效应控制天线的辐射方向图.基于该模型,设计了一种非线性光学天线,实现了覆盖近红外波段(1000～1650 nm)的可调谐辐射方向图.进一步,基于ITO和介电材料硅(Si)设计了一种杂化的非线性光学天线.该杂化天线可以更好地利用ITO的强Kerr效应,可以较大程度上对光场辐射进行调控.该工作突破了新型非线性材料的强Kerr效应仅局限于特定共振频率点或者零折射率点这一特点.本研究提供一种用于超快动态控制超材料的新颖方法,可应用于光束转向和光学调制等.
Kerr效应 光学天线 多极分解 氧化铟锡 远场辐射