プラズモニックナノアンテナは、光場を波長以下の体積に集中させる前例のない機会を提供します。このようなホットスポットに非線形誘電体ナノ粒子を配置することで、ナノアンテナが提供する場の強化と誘電体ナノ粒子の大きな非線形光感受性の両方を活用できます。この概念をテストするために、金ギャップナノアンテナを二次非線形硫化亜鉛ナノ粒子と組み合わせ、複合ハイブリッド誘電体/プラズモニックナノアンテナと個々の構成要素に対して第二高調波発生(SHG)分光法を実行します。対称性の理由から禁止されているはずの裸の金ナノアンテナからのSHGは、裸の硫化亜鉛ナノ粒子よりも数桁大きいことがわかりました。ハイブリッド誘電体/プラズモニックナノアンテナでは、さらに強力な第二高調波信号が生成されます。線形フッ化ランタンナノ粒子を含むナノアンテナを使用した制御実験では、次のことが明らかになりました。しかし、ハイブリッド誘電体/プラズモニックナノアンテナのSHG効率の向上は、誘電体ナノ粒子の非線形光学感受性に依存するのではなく、誘電体環境の変更による効果です。入射ポンプ光場に対してのみ共鳴するハイブリッド誘電体/プラズモニックナノアンテナと、生成された第2高調波光に対して共鳴する第2のナノアンテナを組み合わせると、SHGの効率をさらに高めることができます。第2のナノアンテナが第2高調波光と遠方場の結合を仲介するため、この二重共鳴アプローチにより、生成された光の偏光を制御することもできます。

キーワード:ナノアンテナ、プラズモニクス、第二高調波発生