Second harmonic generation and pulse shaping in positively and negatively spatially dispersive nanowaveguides: comparative analysis
比较分析了在普通和返波设置的二次谐波产生。本文用数值模拟的方法研究了正/负空间色散混合波导中寻常波和后向电磁波相位匹配的倍频非线性光学反射率和脉冲整形特性。
2015-07-26 physics.optics
Extraordinary nonlinear plasmonics in graphene nanoislands
非线性光学过程依赖于光子与物质耦合所产生的固有的弱相互作用。不幸的是，传统材料的小响应严重阻碍了非线性光学的许多应用。金属纳米结构部分缓解了这种情况，因为与其局部等离子体相关的大的光增强放大了其非线性响应以记录高水平。石墨烯拥有长寿命的、电可调的等离子体激元，这些等离子体激元也与光发生强烈的相互作用。在这里，我们表明，石墨烯纳米岛的非线性极化率可以电调谐到超过几个数量级的类似大小的金属纳米粒子。对于由数百个掺杂有中等载流子密度的碳原子组成的岛，这种非凡的行为延伸到可见光和近红外线。我们对纳米石墨烯等离子体增强光学响应的量子力学模拟表明，这种材料是开发电可调非线性光学纳米器件的理想平台。
2014-11-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
All-Optical Control of Ultrafast Plasmon Resonances in the Pulse-Driven Extraordinary Optical Transmission
本文提出通过调节超短光脉冲的光谱与时域特性全光控制 EOT 系统中的超快等离激元共振，并结合耦合谐振子模型、3D-FDTD 与小波分析实现 EOT 信号 3 倍增强。
2023-02-13 physics.app-ph physics.optics
Voltage-controlled extraordinary optical transmission in the visible regime
研究提出在可见光波段利用嵌入纳米孔的量子发射体诱导Fano共振，通过偏置电压实现异常光学透射的电学主动控制，使其成为集成光子电路中适用于生物传感等领域的紧凑元件。
2024-03-07 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Merging Nonlinear Optics and Negative-Index Metamaterials
综述了双畴正/负折射率异向介质中非线性光传输过程的特殊性质。这些过程包括二次谐波产生、三波和四波混频以及光学参量放大。与普通材料中的对应物的性质形成鲜明对比。我们还讨论了补偿等离子体超材料固有的强损耗的可能性，这在许多令人兴奋的应用中是一个主要障碍，以及创建独特的超紧凑光子器件，如数据处理芯片和非线性光学传感器的可能性。最后，我们提出了基于负色散光学声子的晶体中类似的非寻常三波混频过程。
2011-08-03 physics.optics
Extraordinary Optical and Transport Properties of Disordered Stealthy Hyperuniform Two-Phase Media
本研究阐明无序隐身超均匀（SHU）两相介质的光学与输运特性，证明其在有限波数区间内无安德森局域化，对比不同结构的性质并建立跨性质正相关关系，为相关性质估算提供方法。
2024-03-12 physics.app-ph physics.optics
Water Vapor: An Extraordinary Terahertz Wave Source under Optical Excitation
在现代太赫兹（THz）传感和成像光谱学中，由于在THz频率范围内的强吸收，水被认为是要避免的克星。在这里，我们报告的第一个实验演示和理论的影响，使用飞秒激光脉冲产生强烈的宽带太赫兹辐射的水蒸气。当我们将强激光脉冲聚焦在气室中的水蒸气或从气体喷嘴注入的水蒸气中时，观察到光激发水蒸气产生的非常强的THz场。水蒸气的THz产生效率比干燥的氮气高50%以上。以前曾假设，以这种方式的太赫兹波的非线性产生主要涉及自由电子等离子体，但我们表明，分子结构在这个过程中起着至关重要的作用。特别是，我们发现，从水蒸气产生的太赫兹波是显着强于从D2O蒸气。水簇离子的振动活动，自然发生在水蒸气中，可能有助于观察到的同位素效应，以及从占主导地位的单体的振转贡献。
2009-02-12 astro-ph.CO cond-mat.mtrl-sci physics.atm-clus
Extraordinary Spin specific beam shift of Light in an Inhomogeneous Anisotropic medium
由于光的自旋轨道相互作用及其产生的自旋霍尔效应的基本性质和潜在应用，近年来受到了广泛的研究。在这里，我们报告了一种非凡的自旋特定光束位移，并证明了它在表现出空间变化延迟水平的非均匀各向异性介质中的可调谐性。自旋特异性（移位只发生在一个圆偏振模式，保持其他正交模式不受影响）被证明是由于光的几何相位和动力学相位的组合空间梯度而产生的。输入线偏振光的两个正交圆偏振模式在不同的轨迹中演化，最终表现为大的且可调的自旋分离。自旋特异性的光束移位和演示的原则，同时剪裁空间变化的几何和动力学相位的光，以实现其可调谐性（幅度和方向），可能会提供一个有吸引力的路线发展的自旋光学器件。
2015-08-14 physics.optics
Negative group velocity and three-wave mixing in dielectric crystals
研究了Stokes电磁波光参量放大的特殊特性，这种特性源于两个负群速度的普通电磁波和一个负群速度的后向声子的三波混频。与负折射率等离子体超材料中的对应物的相似性和利用反向传播的普通电磁波以及电磁和声学声子波的差异被示出。它们源于负色散光学声子的落后性。非线性光学光子器件的性质类似于那些预测的负折射率超材料的建议。
2011-04-05 physics.optics
Electronic control of extraordinary terahertz transmission through subwavelength metal hole arrays
我们描述了通过制作在杂质半导体衬底上的亚波长金属孔阵列实现非常太赫兹透射的电子控制。混合金属-半导体形成肖特基二极管结构，其中有源耗尽区通过施加外部电压偏置来实时修改衬底电导率。这使得能够有效地控制共振增强的太赫兹传输。我们的原理验证设备通过在0和16伏之间改变电压偏置来实现52%的强度调制深度。进一步的优化可能会导致器件性能和实际应用的改善。这种方法也可以转换到其他光学频率范围。
2008-05-12 physics.optics physics.plasm-ph
Phase matched backward-wave second harmonic generation in a hyperbolic carbon nanoforest
我们表明，故意设计的空间色散超材料板可以实现对向传播的普通基波和后向二次谐波电磁模式的共存和相位匹配。后向波的能流和相速度是反向的，这决定了非线性光学传输过程。频率、相速度和群速度以及由超材料支持的电磁模式所固有的波导损耗可以被定制以优化耦合波的频率和传播方向的非线性光学转换。这种可能性，这是至关重要的非线性光子学，证明了与双曲型超材料的碳纳米管站在金属表面的数值模型。研究了太赫兹和红外回波二次谐波沿反射方向传播的特殊性质，重点研究了脉冲区。
2016-02-08 physics.optics
Graphene - a rather ordinary nonlinear optical material
推导了石墨烯非线性折射率的解析表达式，并将其用于获得以石墨烯为非线性介质的三阶非线性器件的性能指标。没有一个指标被发现优于现有的非线性光学材料。
2014-02-17 physics.optics
Trirefringence in nonlinear metamaterials
研究了一类介电常数张量为负主分量的近透明非线性单轴异向介质在几何光学极限下的电磁波传播。假设它们的磁导率为正并且依赖于电场。我们证明了光波会经历三重折射。除了寻常波之外，还有两种非常波在这种介质中传播。
2012-09-27 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Reconfigurable photoinduced metamaterials in the microwave regime
我们研究了在千兆赫频率下的光学可重构介电超材料。更准确地说，我们研究了微波响应的亚波长光栅光学印到半导体板。在均匀化制度，我们分析评估的普通和非凡的有效介电常数张量的分量，考虑到光载流子动力学描述的双极扩散方程。我们分析了半导体参数对千兆赫超材料响应的影响，通过改变光生光栅，这种超材料可以高度重构，并且可以表现出显着的各向异性行为。
2014-09-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Towards compact phase-matched and waveguided nonlinear optics in atomically layered semiconductors
非线性频率转换为光的产生、光子纠缠和操纵提供了必要的工具。过渡金属二硫属化物（TMD）具有巨大的非线性极化率，并且3R堆叠的TMD晶体进一步结合了破缺的反转对称性和对准分层，代表了以最小的足迹提高非线性光学增益的理想候选者。在这里，我们报告了3R-MoS 2的有效频率转换，揭示了其特殊的二阶非线性过程沿普通（面内）和非凡（面外）方向的演变。通过测量不同厚度的3R-MoS 2的二次谐波产生（SHG）-从单层（~0.65 nm）到体（~1 μm）-我们首次测量了1520 nm处的面内SHG相干长度（~530 nm），并实现了范德华材料的非线性光学增强，比单层强>10^4。发现3R-MoS 2板片表现出与钛酸锂类似的转换效率，但在电信波长下的传播长度短>100倍。此外，沿着非常轴，我们实现了广泛的可调谐倍频从3R-MoS 2在波导几何形状，揭示了这种结构的相干长度为第一次。我们的特点是全折射率谱和量化的双折射组件在各向异性3R-MoS 2晶体与近场纳米成像。授权与这些数据，我们评估的转换效率和非线性光学过程中的3R-MoS 2波导几何形状可达到的内在限制。我们的分析突出了3R堆叠TMD集成光子学的潜力，提供了关键参数，设计高效的片上非线性光学器件，包括周期性极化结构，谐振器，紧凑型光学参量振荡器和放大器，光学量子线路。
2022-04-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Resonant nonlinear optics of backward waves in negative-index metamaterials
研究了负折射率掺杂介质中后向波共振四波混频的特殊性质。由于从控制场到信号场的相干能量转移，在这种复合材料中，负折射率和非线性光学响应以及非线性传播过程的量子控制的独立工程的可行性。激光诱导透明，量子开关，频率可调窄带滤波，放大，实现一个微型无镜光学参量发生器的纠缠后向波和普通波的研究过程中可能的应用。
2008-08-14 physics.optics quant-ph
