基于纳米球光刻技术的等离子体纳米阵列低成本制备及其在低阈值激光器与高带宽光通信中的应用

本研究针对等离子体激光器(plasmonic lasers)制备复杂、成本高、阈值大等难题，来自国内的研究团队创新性地采用纳米球光刻技术(nanosphere lithography)制备大面积银三角纳米阵列，通过与CsPbBr3量子点耦合，实现了阈值低至6.3 μJ?cm?2的激光器，品质因子达888±20，并开发出调制带宽0.03 THz的光学编码器，为下一代光子器件和光通信系统提供了经济高效的解决方案。

　　

这项突破性研究展示了如何用低成本纳米球光刻技术(nanosphere lithography)玩转光子器件。科研人员像制作冰糖葫芦般，通过精密控制注射泵速率，让聚苯乙烯胶体小球乖乖排成单层阵列，再"镀"上银三角纳米结构。这些闪闪发光的纳米天线与钙钛矿量子点CsPbBr₃完美邂逅后，竟产生了神奇的等离子体增强效应——就像给光子装上了超跑引擎。

通过时域有限差分法(FDTD)模拟和时间分辨荧光测量这对黄金搭档，团队发现当银纳米颗粒厚度控制在50-150纳米时，纳米阵列的共振频率恰好与量子点的激子跃迁"琴瑟和鸣"，产生了高达12.6的珀塞尔因子(Purcell factor)。最终获得的等离子体激光器表现惊艳：阈值能量比喝咖啡提神需要的能量还低(6.3 μJ?cm^?2)，品质因子高达888±20，光子寿命短至5皮秒——这速度比闪电侠眨眼还快1000倍！

更妙的是，这些纳米阵列还能变身太赫兹光学编码器，0.03 THz的调制带宽让它们在光通信领域大显身手。这项研究不仅为制备高性能等离子体器件提供了新思路，更证明了精准调控纳米结构就像指挥光子交响乐——每个参数都是影响性能的关键音符。