中文摘要：

本项目主要利用我们搭建的目前国内唯一的一套飞秒时间分辨近场光学系统研究微/纳空间小尺度体系中的超快光动力学过程。通过双波长泵浦探测配置，特别是将探测波长选择在金的带间跃迁波长，我们成功消除了金属表面等离激元共振对信号探测的影响，实现了局域探测，首次在金属纳米结构中观察到时空同时高分辨的热电子弛豫过程，为进一步设计基于金属热电子和表面等离激元的超快响应器件打下了基础。在此基础上，通过结合飞秒脉冲光和表面等离激元透镜，我们成功在表面等离激元透镜的焦点获得了超小超快的全光调制，实验测得调制点的空间尺寸只有约600nm，而调制的响应时间只有约1.5ps。此外，基于非对称单缝结构，我们成功设计实现了超紧凑的表面等离激元全光调控、单向激发和分束等，特别是全光调控，通过利用腔效应和集成设计，实验上在横向尺寸只有2 μm的器件上获得了大于20 dB的开关比和大于π的相位调制，是目前在这么小的尺寸下实现的最大的开关比。