Science: 氧化铟锡（ITO）具有优良的非线性光学性能！

激光出现后的短短的几年内，人们观察到许多用过去的光学理论无法解释的新效应。为了解释这些新效应，产生了非线性光学理论。非线性光学是现代光学的一个分支，研究介质在强相干光作用下产生的非线性现象，在显微镜，全光数据处理，和量子信息领域有着潜在的应用。然而，即使在强激光的照射下，有些非线性光学材料经常表现弱的非线性光学性能。

近日由加拿大、美国、墨西哥组成的研究团队在最近出版的《Science》上撰文指出，氧化铟锡（ITO）可以获得高于其他材料非线性性能，有望未来在多个光子学应用领域实现应用。该团队发现，常用于触摸屏和飞机窗户的材料ITO能获得特别高的光学非线性。在某些条件下，ITO样本获得的光学非线性程度可超过其他材料数百倍。

研究已经表明，薄的ITO薄膜在ENZ波长下具有非常大的超快三阶非线性效应，此外，它能够获得史无前例大的折射率的光学感应变化。

研究结果对非线性光学响应只是扰动的线性响应这个概念提出了一个挑战。

图 ITO（A）波长与非线性有效折射率n_2(eff)的关系（B）波长与有效非线性衰减常数β(eff)的关系（C）入射角与n_2(eff)、β_(eff)的关系（D）标准化的透射率瞬时变化(ΔT)

这项新研究中，ITO在360飞秒内（1飞秒=10^-15秒）就恢复了其最初的折射率，该研究的通讯作者伊斯雷尔·德利昂（Israel De Leon）解释道，这一特定条件与波长约为1.2微米的光有关，该光波介于可见光与波长为1.5微米的光之间，对光子通讯意义重大。

参考资料：科技日报、中科院福建物质结构研究所网站，文献链接：Large optical nonlinearity of indium tin oxide in its epsilon-near-zero region，小编专业水平有限，如有错误之处请指正。

本文由材料人编辑部学术组朱德杰供稿，材料牛编辑整理。

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