光學雙穩態材料Optically bistable materials響應于具有兩個可能光學輸出的單個輸入，這取決于激發過程歷史。這種雙穩態材料，對于光開關和存儲器是理想的，但是對于本征光學雙穩態intrinsic optical bistability (IOB)的有限理解，阻礙了適用于器件的納米級本征光學雙穩態IOB材料的發展。
近日，美國 勞倫斯伯克利國家實驗室(Lawrence Berkeley National Laboratory)Artiom Skripka， Bruce E. Cohen, Emory M. Chan等，在Nature Photonics上發文，證明了在Nd3+摻雜的KPb2Cl5雪崩納米粒子中的本征光學雙穩態IOB，并在發光和非發光狀態之間，以高對比度切換，還具有雙穩態的滯后特性。
圖1: KPb2Cl5:Nd3+ 雪崩納米粒子avalanching nanoparticles，ANPs中的本征光學雙穩態intrinsic optical bistability，IOB。
圖2: KPb2Cl5:Nd3+雪崩納米粒子ANPs的雙穩態發光。
圖3: KPb2Cl5:Nd3+雪崩納米粒子ANPs中的本征光學雙穩態IOB模型。
圖4: 發光滯后的時間調制。
圖5: 基于不穩定渡越crossing，雪崩納米粒子ANPs的光開關。
還說明了一種低溫非熱機制non-thermal mechanism，其中本征光學雙穩態IOB源于Nd3+離子中，被抑制的非輻射弛豫和光子雪崩的正反饋，導端>200階光學非線性。激光脈沖調制還調節了滯后寬度，雙激光激發實現了類似晶體管的光開關。這種納米級本征光學雙穩態IOB的調控機制，為光子器件建立了雪崩納米粒子，從而實現了利用光來操縱光。
參考文獻： 中國光學期刊網
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