双金属PtNi八面体合金纳米粒子：超快光子学中的宽带非线性光学调制器新平台

《Advanced Optical Materials》：Bimetallic PtNi Octahedral Alloy Nanoparticles as Broadband Nonlinear Optical Modulators for Ultrafast Photonics

本研究针对超快多波长光子学中高效非线性光学调制材料的开发需求，报道了由双金属PtNi八面体合金纳米粒子实现的多波段可调谐非线性光学响应。研究人员通过实验在1028.5 nm、1561.2 nm和1911.2 nm波长成功实现Q开关激光操作，并基于四波混频效应在1μm和2μm波段分别实现通道间隔1.7 nm和2.2 nm的五波长同步激光输出。第一性原理计算表明镍原子在费米能级附近的3d态是增强光学吸收的关键。该工作为超快多波长光子系统提供了新型材料平台。

　　

金属纳米材料作为紧凑型集成调制器在超快多波长光子学中具有重要应用。通过合金化工程制备的双金属合金纳米粒子展现出超越单组分体系的增强型可调光学特性。本文首次证实双金属铂镍(PtNi)八面体合金纳米粒子可作为超快多波长激光器的理想材料平台，在全近红外光谱范围展现出卓越的非线性光学响应。利用该材料成功实现了1028.5纳米、1561.2纳米和1911.2纳米波长的Q开关激光运转。更引人注目的是，基于PtNi合金诱导的四波混频效应，在1微米和2微米波段分别实现了通道间隔为1.7纳米和2.2纳米的同时五波长激光输出。研究发现PtNi合金在超快多波长光子学中与其他典型纳米材料相比具有相当的非线性光学调制性能。第一性原理计算进一步揭示，镍原子在费米能级附近富集的大量3d态是增强光学吸收的主要机制，其中表面镍原子发挥着关键作用。本研究为开发非线性光学调制先进材料平台建立了新范式，为超快多波长光子系统的突破性进展开辟了新途径。作者声明无利益冲突。