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更新时间：2025-02-19
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光学双稳态材料Optically bistable materials响应于具有两个可能光学输出的单个输入，这取决于激发过程历史。这种双稳态材料，对于光开关和存储器是理想的，但是对于本征光学双稳态intrinsic optical bistability (IOB)的有限理解，阻碍了适用于器件的纳米级本征光学双稳态IOB材料的发展。
近日，美国 劳伦斯伯克利国家实验室(Lawrence Berkeley National Laboratory)Artiom Skripka， Bruce E. Cohen, Emory M. Chan等，在Nature Photonics上发文，证明了在Nd3+掺杂的KPb2Cl5雪崩纳米粒子中的本征光学双稳态IOB，并在发光和非发光状态之间，以高对比度切换，还具有双稳态的滞后特性。
图1: KPb2Cl5:Nd3+ 雪崩纳米粒子avalanching nanoparticles，ANPs中的本征光学双稳态intrinsic optical bistability，IOB。
图2: KPb2Cl5:Nd3+雪崩纳米粒子ANPs的双稳态发光。
图3: KPb2Cl5:Nd3+雪崩纳米粒子ANPs中的本征光学双稳态IOB模型。
图4: 发光滞后的时间调制。
图5: 基于不稳定渡越crossing，雪崩纳米粒子ANPs的光开关。
还说明了一种低温非热机制non-thermal mechanism，其中本征光学双稳态IOB源于Nd3+离子中，被抑制的非辐射弛豫和光子雪崩的正反馈，导端>200阶光学非线性。激光脉冲调制还调节了滞后宽度，双激光激发实现了类似晶体管的光开关。这种纳米级本征光学双稳态IOB的调控机制，为光子器件建立了雪崩纳米粒子，从而实现了利用光来操纵光。
参考文献： 中国光学期刊网
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