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http://cicese.repositorioinstitucional.mx/jspui/handle/1007/549| Estudio de la generación de segundo armónico en nanoalambres Study of the second harmonic generation in nanowires | |
| Claudio Silvestre Castro | |
| EUGENIO RAFAEL MENDEZ MENDEZ | |
| Acceso Abierto | |
| Atribución | |
| Nanoalambres | |
| En este trabajo se estudia de manera teórica y numérica la generación de segundo armónico (GSA) en nanoalambres metálicos con dimensiones nanométricas. Se analizan diferentes modelos para la respuesta del segundo armónico y se muestran las similitudes entre ellos. Se encuentra que diferentes tratamientos fenomenológicos basados en la teoría electromagnética pueden describir la GSA para medios centrosimétricos arbitrarios mediante expresiones analíticas similares, siempre y cuando se utilice el modelo apropiado para la susceptibilidad eléctrica. Se discuten, además, las limitaciones de estos modelos y las diferencias entre ellos. Utilizando el modelo del gas de electrones libres y una teoría tipo Mie, se analiza el efecto de la resonancia del plasmón localizado en el segundo armónico generado por cilindros infinitos. Se encuentra que incluso para cilindros pequeños, que cumplen la aproximación cuasi-estática, el modo de orden más bajo dentro de una aproximación multipolar para el campo esparcido es cuadrupolar. Estudiamos numéricamente la influencia de la geometría del nanoalambre a la GSA utilizando un método riguroso basado en ecuaciones integrales. Encontramos que nanoalambres con formas irregulares iluminados por ondas planas producen segundo armónico hasta por 6 órdenes de magnitud más intenso, en comparación con cilindros con dimensiones similares. Finalmente, se explora la respuesta del segundo armónico cuando el campo de excitación posee variaciones espaciales comparables a las dimensiones de los nanoalambres estudiados y se muestra que el patrón de radiación en campo lejano depende fuertemente de la posición del nanoalambre en estos gradientes de campo. The second harmonic generation (SHG) from metallic nanowires was theoretically and numerically studied. Different approaches for the nonlinear response and their similarities are analyzed. We found that these different phenomenologic treatments, based on electromagnetic theory, can describe the SHG by arbitrary centrosymmetric media using similar analytic expressions, as long as the appropiate electric susceptibility is used. The limitations and possible differences of these treatments in real materials are discussed. Considering a free electron model and a Mie-type theory, the effect of the localized plasmon resonance in the SHG by infinite cylinders is analyzed. It is shown that even for small cylinders, for which the (linear) quasi-static approximation is valid, the lowest order mode in a multipolar expansion for the harmonic field is quadrupolar. The effect of the nanowire geometry on the SHG is analyzed numerically with an integral equation method. We calculate the SH response of nanowires with a nonregular cross section illuminated with plane waves. It is found that an increase of up to 106 in the SH response of that of a similar size cylinder, can be achieved with special geometries. Finally, the SH produced by excitation fields with spatial variations comparable to the nanowire’s cross section size shows that the far field radiation pattern is dependent upon the nanowire’s position within the excitation field. | |
| CICESE | |
| 2014 | |
| Tesis de maestría | |
| Español | |
| Silvestre Castro, C.2014.Estudio de la generación de segundo armónico en nanoalambres.Tesis de Maestría en Ciencias. Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada, Baja California. 88 pp | |
| ÓPTICA | |
| Aparece en las colecciones: | Tesis - Óptica |
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