Electron-Backscattering-Assisted High Harmonic Generation from Bilayer Nanostructures
在含时密度泛函理论的框架下，我们得到了层间距d = 70 μ m的双层晶体中光子能量高达10 μ m的高次谐波。在掠入射时，谐波谱中观察到明显的双平台结构。第二平台的光子能量远远超过类原子谐波，可以很好地解释了电离电子的背散射包括。从头算模拟表明，第二平台的截止值随着d的增加而不断延长。我们的经典计算预测，最大电子动能是线性依赖于d在很宽的范围内。此外，在第二平台的谐波产量显着增强的驱动激光器的波长的增加。由于电子波包的受限扩展，获得了λ2.85的有益波长缩放。因此，这项研究建立了一种新的和有效的方式来产生基于层状纳米结构的高能光源。
2020-09-30 physics.optics
Understanding photoluminescence of coupled metallic nanostructures based on a coupling classic harmonic oscillator model
金属纳米结构的光致发光（PL）现象已经从几个角度得到了解释和理解。一种是基于经典的谐振子模型，描述单模光致发光。在这项研究中，我们继续扩展这个经典模型的耦合情况下，这涉及到两个振荡器，相互作用的激励电场一起。分析了由于耦合而产生的新模式，包括它们在不同情况下的行为随耦合系数的变化。此外，为了实用，作为实例，计算了两个单独的金属纳米结构的PL谱和白光散射谱，验证了该模型的有效性。这一工作将加深对耦合光致发光现象的理解，并有助于相关应用。
2021-11-14 physics.optics
Toy model of harmonic and sum frequency generation in 2D nanostructures
物质的光学非线性通常与单个原子的响应有关。在这里，使用一个玩具振荡器模型，我们表明，在一个二维介电纳米粒子的有限的几何形状的原子阵列的集体非线性响应可以产生从库仑相互作用的束缚光学电子，即使个别原子表现出没有非线性。我们确定的多极贡献的非线性响应的纳米粒子和证明，奇数阶和偶数阶的非线性电偶极矩的规模与纳米粒子的面积和周长，分别。
2021-09-21 physics.optics
Observing the influence of second-harmonic tangential surface source in gold plasmonic nanostructures
本文通过单粒子级扫描与数值模拟对比，发现金等离激元纳米结构中常被忽略的切向表面源对二次谐波产生起主导作用，且受表面粗糙度影响，法向表面源影响不显著。
2025-02-27 physics.optics
Two-Particle Tight-Binding Description of Higher-Harmonic Generation in Semiconductor Nanostructures
我们发展了一个量子力学理论来描述半导体纳米结构的光学响应，特别强调高次谐波的产生。基于紧束缚方法，我们考虑了所有的两粒子关联，从而描述了电子和空穴的产生、演化和湮灭。在限制的情况下，散装材料，我们获得了相同的精度，通过解决完善的半导体布洛赫方程。对于有限范围的半导体结构，我们也将周围的空间，从而使电子发射的描述。此外，我们将不同的弛豫机制，如失相和阻尼的带内电流。此外，我们的描述的优点在于，从极其精确的材料数据开始，例如，从由密度泛函理论计算获得的紧束缚参数，我们获得了与可比较的从头算方法相比在计算上挑战性和资源需求小得多的数值描述，例如，基于含时密度泛函理论的那些。
2022-05-01 physics.optics
Harmonic Generation in Metal-Insulator and Metal-Insulator-Metal Nanostructures
我们报告说，第二和第三谐波信号减少与绝缘膜表面覆盖在金基板上给出了一个衡量的电子密度的溢出量的绝缘体，这被称为金属绝缘体间隙状态。对于金属-绝缘体-金属（MIM）结构，我们观察到增强饱和和淬火的第三谐波效率远远高于金属-绝缘体（MI）样品的效率。测量的光学谐波的散射光从MI和MIM系统进行了比较，详细的模拟的非线性相互作用，包括自由电子溢出到绝缘体，非局域和电子量子隧穿效应。使用原子层沉积，用可变的薄绝缘体膜厚度覆盖金涂覆的衬底。在实验中测量了两种绝缘体材料（ZnO和Al_2 O_3）散射光的光学谐波。基于我们的模拟，我们得出结论，所观察到的MIM信号增强效应主要是由于电子气中的非局域现象。
2018-10-05 physics.optics
Nonlocal and Quantum Tunneling Contributions to Harmonic Generation in Nanostructures: Electron Cloud Screening Effects
我们对金属纳米结构的二次和三次谐波产生的理论研究预测，非局域和量子隧穿现象可以大大超过仅仅基于局域经典电磁学的预期。考虑到典型的过渡金属原子的直径约为3 μ m，我们采用了一个理论模型，该模型通过考虑以下因素来处理纳米尺寸特征和/或亚纳米尺寸间隙或间隔物：（i）满足连续电动力学要求的原子尺寸所施加的限制;（ii）几乎自由的电子云溢出到周围真空中;以及（iii）当物体被放置得非常接近时，量子隧穿的概率增加。我们的方法还包括治疗的束缚电荷，这增加了关键的，动力学组件的介电常数被忽略在传统的流体动力学模型，特别是在可见光和紫外范围内，带间跃迁是重要的。该模型试图注入到经典的电动力学图片一个简单的，也许是更现实的描述金属表面，通过纳入一个薄的铜绿的自由电子屏幕内部，极化介质。
2014-05-27 physics.optics
Effect of lamellar nanostructures on the second harmonic generation of polymethylmethacrylate films doped with 4-(4-nitrophenylazo)aniline chromophores
研究了分散橙3分子在强静电极化场作用下嵌入非晶和纳米结构聚甲基丙烯酸甲酯薄膜中的取向动力学。用电晕极化技术在聚甲基丙烯酸甲酯薄膜中获得了非中心对称的发色团分布。这些分布取决于电晕极化时间。分散橙3分子取向的变化之后，原位传输的二次谐波产生测量。在几个温度下记录二次谐波产生信号作为时间的函数;考虑到基质-发色团相互作用，将其拟合为电晕极化时间的函数。聚甲基丙烯酸甲酯薄膜的纳米结构的阴离子表面活性剂，十二烷基硫酸钠的掺入。通过X射线衍射测量确定了薄膜中的层状纳米结构。
2011-11-19 cond-mat.mes-hall physics.optics
Revealing a mode interplay that controls second harmonic radiation in gold nanoantennas
在这项工作中，我们研究了金纳米棒产生的二次谐波光，并证明了收集的非线性强度取决于纳米结构中不同模式之间的相位相互作用。通过记录不同长度的纳米棒的后向和前向发射的二次谐波信号，我们发现，在前向和后向发射的最大非线性信号并没有获得相同的纳米棒长度。我们证实了实验结果的帮助下完成的全波计算与表面积分方程法。这些意见解释的多极性质的二次谐波发射，它强调的作用所发挥的相对相位之间的二次谐波模式。我们的研究结果是一个特别重要的等离子体纳米结构的设计与可控的非线性发射和非线性等离子体传感器，以及在等离子体纳米结构的谐波产生的相干控制。
2018-02-28 physics.optics
Resonant enhancement of second harmonic generation in the mid-infrared using localized surface phonon polaritons in sub-diffractional nanostructures
我们报告的强烈增强的中红外二次谐波产生（SHG）从SiC纳米柱由于共振激发的局部表面声子极化激元内的Reststrahlen带。的SHG峰的幅度在的谐振频率超过描述的场的本地化程度和分散的线性和非线性光学SiC性能的经验强烈的依赖性。比较结果为相同的纳米结构制成的4 H和6 H SiC多型体，我们证明了局域表面声子极化激元与带折叠弱声子模式的各向异性晶体的相互作用。在6 H-SiC中激发带折叠声子的区域内和区域外调谐双折射模式，当两种模式耦合时，我们观察到已经双折射增强的SHG输出的显著增加。设想这种相互作用的中红外非线性纳米声学的展示功能之一，我们讨论了其在红外光谱范围内具有所需性能的非线性光学材料的有效工程的前景。
2016-07-19 physics.optics
Photocurrent-induced harmonics in nanostructures
本文揭示了强场中电子隧穿电离及加速机制在金属纳米结构中诱导产生谐波，并展示了局部场梯度对谐波的影响，从而揭示电子在连续态的初始速度。
2024-12-19 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Optical anapole mode in nanostructured lithium niobate for enhancing second harmonic generation
利用高透明度材料产生二次谐波是产生真空紫外、紫外和可见光等特殊波长相干光源的一种有吸引力的方法。提高非线性转换效率对于量子光源、高分辨率非线性显微镜等领域的实际应用具有重要意义。本文利用锂尖晶石中的阿那普尔激发，在11 GW/cm ~ 2泵浦功率下，在282 nm的SH波长处获得了转换效率为0.01%的增强倍频（LiNbO 3，或LN）纳米盘通过占主导地位的d33非线性系数进行了研究。该结构具有强的远场散射抑制能力和良好的内场约束能力，有助于提高非线性转换效率。通过双曲型超材料结构设计，LN与衬底之间的高折射率对比度有助于LN纳米盘中的Anapoles。通过对双曲型超材料的多层结构进行剪裁，可以在不同的波长处调谐阿那普尔激发波长。这表明，通过对ε近零（ENZ）双曲超材料衬底的不同设计，可以在宽范围的泵浦光波长下实现增强的二次谐波。本研究所提出的奈米结构可能对整合光学等奈米尺度的光与物质相互作用有重要的意义。
2020-03-22 physics.optics
Surface Plasmon Excitation of Second Harmonic light: Emission and Absorption
我们的目标是澄清吸收在各种金属纳米结构的非线性光学过程中发挥的作用，并显示它如何与发射和转换效率。我们定义了一个数字的优点，建立结构的能力，无论是有利于或阻碍二次谐波产生。我们的研究结果表明，尽管最好的努力开始通过等离子体激元激发增强局部场和光耦合，几乎总是吸收的谐波能量远远超过远场发射的谐波能量。吸收过程的定性和定量的理解是至关重要的等离子体纳米结构的频率混合的目的的实际设计的评价。
2017-02-04 physics.optics
Phase matching effects in high harmonic generation at the nanometer scale
已知等离子体共振放大金属纳米结构附近的电磁场。因此，他们被认为是一个有前途的计划，以产生极紫外谐波，使用低功率驱动。在高次谐波产生（HHG）期间，驱动场和谐波场在它们传播通过目标时积累相位差。在一个典型的设置中-激光聚焦到气体射流或细胞中-传播距离相当于几个波长，并且累积的相位失配强烈影响谐波发射的效率和特性。相比之下，金属纳米结构中的HHG被认为可以克服这种限制，因为相位失配的常见来源-光密度和聚焦几何形状-对于亚波长传播距离可以忽略不计。然而，在这封信中，我们证明了相位匹配仍然发挥了相关的作用，在高次谐波从纳米结构。我们的计算将此归因于HHG的非微扰特性，其将谐波的相位与驱动场的强度分布联系起来。我们还表明，广泛使用的相位匹配控制的应用，如量子路径选择和阿秒脉冲产生的对比度的增加，也是可行的，在纳米尺度。
2017-06-02 physics.optics
Harmonic generation by metal nanostructures optically coupled to 2D transition metal dichalcogenide
基于非线性Drude模型，对强耦合对周期金属光栅高次谐波产生的影响进行了严格的电动力学模拟。它示出了一个薄的色散材料的三阶非线性强烈耦合到表面等离子体激元显着影响偶谐波产生单独的金属。使用一个简单的分析模型解释这种效应的物理性质，并进一步支持数值模拟。此外，二次和三次谐波的行为作为模型材料系统的各种物理参数的函数进行了研究，揭示了高度复杂的动力学。二维少层WS2的非线性光学响应的第二和第三阶耦合到一个周期性的等离子体激元光栅的金属的二次谐波产生上有显着的效果。
2019-01-09 cond-mat.mes-hall physics.optics
Cascaded third harmonic generation in hybrid graphene-semiconductor waveguides
研究了石墨烯层和掺杂半导体平板构成的集成平面波导中混合表面等离子体激元的级联谐波产生。我们推导出一个综合模型的级联三次谐波产生通过相位匹配的非线性相互作用的基本，二次谐波和三次谐波等离子体激元模式支持的结构。我们表明，混合石墨烯半导体波导可以同时相位匹配这三个相互作用的谐波，增加了总的三次谐波输出的一个因素相比，非级联制度。
2015-07-06 physics.optics
Unseeded One-Third Harmonic Generation in Optical Fibers
本研究提出基于光纤非线性三次谐波产生动力学常数、含非线性光纤与相位补偿元件周期阵列的无种子三分之一谐波产生新概念，经仿真验证可高效实现，为该领域提供新途径。
2025-02-23 physics.optics
Coherent Control of the Non-instantaneous Nonlinear Power-law Response in Resonant Nanostructures
我们的实验证明了相干控制的非线性响应的光学二次谐波产生共振纳米结构超出弱场制度。与通常的看法相反，我们表明，最大限度地提高脉冲的强度不会产生最强的非线性幂律响应。我们表明，这种效果出现在时间上不对称的光诱导响应的共振介导的非瞬时相互作用。我们开发了一种新的理论方法，它捕获的共振纳米结构的光致非线性超出了双光子的描述，并给出了一个直观的图片所观察到的非瞬时现象。
2019-09-13 physics.optics
Nonlinear optics in gallium phosphide cavities: simultaneous second and third harmonic generation
我们演示了在磷化镓（GaP）微盘中从电信波长泵浦同时产生二次和三次谐波信号。通过对二次谐波和三次谐波输出功率定标的分析以及非线性腔模耦合因子的计算，研究了直接和频及级联和频过程对三次谐波信号的贡献。我们发现，尽管在第三谐波波长的磷化镓中的相对高的材料吸收，这两个过程可以是显着的，与密切依赖于腔模式的第二谐波波长之间的失谐的相对幅度。
2022-07-06 physics.optics
A highly efficient method for second and third harmonic generation from magnetic metamaterials
二次和三次谐波信号通常是通过使用非线性晶体产生的，但该方法在小厚度下效率低。超材料可以用来产生小厚度的谐波信号。在这里，我们介绍了一种新的方法来放大二次和三次谐波产生的磁性超材料。我们表明，通过使用超材料下的光栅结构，光栅和超材料形成谐振器，并放大超材料的谐振行为。因此，我们可以从这种基于超材料的非线性介质中高效地产生二次和三次谐波信号。
2016-07-27 physics.optics
Efficient collinear third-harmonic generation in a single two-dimensional nonlinear photonic crystal
我们提出了一种新的多相位匹配的过程，开始与一对对称的二次谐波的产生。它们中的每一个再次与基波相互作用，以产生与基波输入波共线的两个相长干涉的第三谐波。
2003-09-03 physics.optics
Third Harmonic Generation at 223nm in the Metallic Regime of GaP
我们在500μm厚的GaP衬底上实现了二次和三次谐波的产生。在介电函数为负的范围内，二次谐波场调谐在335nm的吸收共振处，三次谐波信号调谐在223nm处。这些结果表明，无论介质的色散特性如何，在谐波波长处触发透明性的锁相机制都会持续存在，并且即使将谐波调谐到显示金属行为的光谱部分时，场也会传播数百微米而不会被吸收。
2010-11-02 physics.optics
Doubly Enhanced Third Harmonic Generation in Metal-Based Silicon Nanodisks
在近红外波段，将硅纳米盘置于金属薄膜上，通过电偶极共振（EDR）实现了双增强三次谐波产生（THG）。通过引入金属衬底，可以形成理想电导体（PEC）表面效应，不仅可以增强硅中的电场，而且可以改善近场分布。同时，考虑到周期性的纳米结构，硅纳米盘，作为一个高折射率的介质光栅，可以在金属表面上产生一个传播的表面等离子体共振（PSPR）。通过灵活地控制阵列周期，PSPR可以有效地与EDR耦合，从而产生EDR的进一步增强和新特性。由于这两种效应的双重增强，结果表明，所提出的纳米结构的总的三倍频转换效率提高了8个数量级以上的全介电纳米结构相比。此外，还研究了硅克尔效应对耦合和三倍频的影响，在输入强度为2 GW/cm ^2时，三倍频效率达到了10^-2左右。这一工作将为改善金属-介质纳米结构中的多极模式提供一条新的途径，并促进其在非线性光学中的工程应用，如频率转换、光谱和生物化学传感等。
2019-12-25 physics.optics
3D Simulations of Electromagnetic Fields in Nanostructures using the Time-Harmonic Finite-Element Method
对电磁场传播过程进行严格的计算机模拟已经成为纳米结构元件光学计量和光学设计的重要工具。如在先前的基准测试中已经示出的，目前使用的方法中的一些遭受低收敛速率和/或结果的低精度，并且表现出非常长的计算时间，这使得应用于扩展的2D布局图案不切实际。我们解决3D模拟任务，通过使用有限元求解器，已被证明是优于竞争的方法，由几个数量级的精度和计算时间为典型的微光刻模拟。我们报告的求解器的当前状态，将高阶边缘元素，自适应细化方法，和快速求解算法。此外，我们研究了求解器的性能在三维模拟项目的光衍射的交替相移接触孔掩模。
2007-05-16 physics.comp-ph physics.optics
Optimal third-harmonic generation in an optical microcavity with $χ^{(2)}$ and $χ^{(3)}$ nonlinearities
三次谐波的产生可以通过三次谐波谐振微腔中的$χ^{(3)}$和级联的$χ^{(2)}$非线性过程来实现。这些过程如何相互干扰仍然是未知的，并且转换效率的优化仍然是一个问题。本文研究了直接三次谐波产生与二次谐波和和频级联过程之间的相互影响。发现这两个过程之间的干涉效应可以用来提高转换效率。通过优化谐振腔谐振和外耦合条件，缓解了非线性转换的饱和，提高了三次谐波转换效率。提出了在光学微腔中实现高效率三次谐波产生的设计准则，并将其推广到高次谐波的产生。
2018-07-10 physics.optics
Third and fifth harmonics generation by tightly focused femtosecond pulses at 2.2 μm wavelength in air
报道了在空气中产生2.2 μm波长的毫焦耳级紧聚焦飞秒激光脉冲的三次和五次谐波的实验。在我们的设置中，三次和五次谐波的产率的测量比约为2 \cdot 10-4。这一结果与最近提出的空气中的克尔效应饱和并在超强光场中改变符号的建议相矛盾。
2011-06-29 physics.optics
Third harmonic generation in gapped bilayer graphene
利用微观非线性量子理论对带隙双层石墨烯与相干电磁辐射相互作用进行了数值模拟，得到了具有实际意义的三次谐波相干辐射的最佳泵浦光强、石墨烯温度和恒定电场诱导的能隙。本文对布里渊区狄拉克点附近多光子激发下的Liouville-vonNeumann方程进行了数值处理。我们研究的第三次谐波的率在一个强泵波的线性偏振的考虑系统的实际/最佳参数的字段中的粒子-空穴湮灭。结果表明，通过选择最佳的主要特征参数，带隙双层石墨烯可以作为室温下产生太赫兹和远红外波段三次谐波的有效介质.
2019-05-20 physics.optics
Dispersion of third-harmonic generation in ultrastrongly coupled organic cavity polaritons
有机腔极化激元是由有机分子激子与光子在微腔中的强相互作用而产生的玻色准粒子。利用角度分辨反射三次谐波测量技术，对腔极化激元共振附近三次谐波的色散特性进行了实验研究。此外，三步非线性光学传输矩阵模型被用来模拟的三次谐波产生的总和状态色散的非线性系数，其中包括混合激子-光子极化激元状态。角度相关实验和模型计算结果一致，揭示了当三次谐波波长在上极化激元态附近时，三次谐波的输出会共振增强。极化激元色散的类激子分支上的增强程度更高。较低的极化激元增强的三次谐波产生是没有实验观察到的，由于在较长的波长，这也是与非线性传输矩阵建模的耦合不足。这些结果表明，总和状态的非线性色散是描述的过程，这意味着极化激元状态是在一个完整的一组状态形成的非线性光学响应的微扰计算的基础上的条款。研究结果还表明了通过入射角调谐实现波长捷变非线性光学响应的可能性。
2018-10-05 physics.optics
Suppression of FM-to-AM conversion in third-harmonic generation at the retracing point of a crystal
FM到AM转换可能导致许多负面影响（例如，减小了防止损坏光学器件的容限等）三次谐波变换系统的性能。本文研究了KDP晶体三次谐波产生过程中的FM到AM转换效应。结果表明，当晶体工作在回撤点时，FM到AM的转换可以得到有效的抑制。
2011-10-12 physics.optics
Plasmon-assisted high-harmonic generation in graphene
凝聚态系统中的高次谐波产生（HHG）既是对量子电子运动的基本洞察的来源，也是实现紧凑的紫外和超快光源的有希望的候选者。在这里，我们认为，这种现象发生所需的大的光强度可以通过利用局部等离子体在导电纳米结构。特别是，我们证明了掺杂的石墨烯纳米结构结合了强等离子体近场增强和显著的固有非线性，从而在单一材料平台内产生有效的宽带HHG。我们提取这一结论从时域模拟使用两个互补的非微扰方法的基础上原子单电子密度矩阵和无质量狄拉克费米子布洛赫方程图片。高次谐波被预测将发射前所未有的大强度通过调谐入射光的本地化的等离子体激元带和有限的岛屿。与原子系统相反，我们观察到谐波阶没有截止。我们的研究结果支持了纳米结构石墨烯作为HHG的强大的，电可调的平台的强大潜力。
2016-09-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Third-harmonic generation in silica wedge resonators
本文利用小半径楔形二氧化硅微腔，在正常色散区抑制级联四波混频，实现了相位匹配的纯净三次谐波产生，并通过热光与克尔效应实现可调谐，与耦合模理论吻合。
2022-12-09 physics.optics
Contribution of the magnetic resonance to the third harmonic generation from a fishnet metamaterial
我们从实验和理论上研究了双层渔网状超材料产生的三次谐波。为了明确地揭示最显著的磁共振的影响，所产生的三次谐波被测量为入射角的函数。实验和数值计算表明，当泵浦光激发磁共振时，三次谐波信号的角度依赖性在入射角为θ \simeq 20°时有一个局部极大值。这个最大值被示出为在金层中的电流的反对称分布的指纹。分析模型的基础上的非线性动力学的电子内部的黄金显示出良好的协议与实验和数值计算结果。这清楚地表明了在超材料的电共振和磁共振下的第三谐波角模式的差异。
2012-11-22 physics.optics
Third-harmonic light polarization control in magnetically-resonant silicon metasurfaces
非线性超颖表面已经成为在纳米尺度上控制和工程化光的重要工具。通常，研究的是总产生的三次谐波的偏振。然而，衍射级可以呈现不同的偏振。在这里，我们设计了一个高品质因数的硅超颖表面的三次谐波产生和执行后焦平面成像的衍射级，它提出了丰富多样的偏振态。我们的研究结果表明，定制所产生的非线性衍射阶的偏振铺平了道路，以更高程度的波前控制的可能性。
2021-01-22 physics.optics
Efficient Third Harmonic Generation in Composite Aluminum Nitride / Silicon Nitride Microrings
氮化铝和氮化硅分别因其二次和三次非线性光学特性而成为集成光子学中重要的非线性光学材料。如果实现复合氮化铝和氮化硅波导结构，将在同一芯片平台上同时实现高效的二次和三次谐波产生，因此有助于2f-3f自参考频率梳。片上三次谐波产生是一种高阶非线性光学效应，由于基波和三次谐波之间存在较大的频率差，导致折射率变化较大，对相位匹配的要求更高，因此对三次谐波产生的要求也更高。在这项工作中，我们演示了高Q复合氮化铝/氮化硅环形腔中的高效率三次谐波产生。通过仔细设计双层结构的微腔谐振器几何形状以优化光场的品质因数、模式体积和模式重叠，我们报告了$180\%\,\mathrm{W^{-2}}$的最大转换效率。这种复合光子芯片设计提供了一种解决方案，用于在大波长跨度上进行有效的频率转换、宽带梳状波生成和自参考频率梳。
2017-11-30 physics.optics
Field Localization and Enhancement of Phase Locked Second and Third Harmonic Generation in Absorbing Semiconductor Cavities
我们预测和实验观察到的增强由三个数量级的相位失配的二次和三次谐波产生在GaAs腔在650 nm和433 nm，分别远高于吸收边。泵浦和谐波之间的相位锁定改变了介质的有效色散并抑制了吸收。尽管条件恶劣，谐波仍局限于腔内，导致相对较大的转换效率。场定位起着关键作用，并在可见光和紫外线范围内引入了一类新的基于半导体的设备。
2009-06-28 physics.optics
Suppression of FM-to-AM conversion in third-harmonic generation by tuning the ratio of modulation depth
研究了相位调制三次谐波产生过程中的调频调幅转换问题。从理论上推导出了抑制FM到AM转换的群速度表达式，当基频和二次谐波的调制频率相同时，FM到AM转换似乎取决于基频和二次谐波的调制深度之比。模拟结果表明，满足群速度表达式的三倍频过程中的诱导AM可以得到有效的抑制。
2011-12-01 physics.optics
Visible light emission from a silica microbottle resonator by second and third harmonic generation
报道了在石英微瓶谐振器中通过二阶非线性（χ^{（2）}）和三阶非线性（χ^{（3）}）耦合受激拉曼散射（SRS）的非线性谐波产生和和频产生（SFG）的首次观测结果。在锥形光纤的输出端和光学显微镜图像中都观察到了由三次谐波产生的可见光发射，这可以用来识别轴向模式分布。还观察到了由泵浦光和通过SRS产生的光之间的三波和四波混频过程实现的SFG。二次谐波产生（SHG）和SFG由表面效应和多极激发在二氧化硅中诱导的χ^{（2）}实现。
2016-12-19 physics.optics
Perturbation theory for graphene integrated waveguides: cubic nonlinearity and third harmonic generation
我们提出了微扰理论分析的一般三阶非线性过程中的石墨烯集成光子结构。将石墨烯的光学响应作为麦克斯韦方程组的非线性边界条件。推导出的模型应用于分析三次谐波产生的石墨烯涂层介质微纤维。当在亚毫米长光纤中使用具有$0.1$ nJ量级的能量的亚皮秒泵浦脉冲时，当在石墨烯非线性电导率$\hbarω=(2/3)E_F$的共振附近操作时，预测高达百分之几的效率。
2016-05-20 physics.optics
Modeling of dual frequency combs and bistable solitons in third-harmonic generation
三次谐波产生过程的相位匹配可以用于将来自克尔微谐振器的辐射的发射扩展到远离泵浦波长的新光谱区域。在这里，我们提出了一个理论平均场模型的光学频率梳在耗散和非线性$χ^{(3)}$基腔系统之间的参数耦合基波和三次谐波。我们调查时间色散双梳产生的相位匹配梳宽带宽，并报告访问多稳态制度，同时支持两种类型的耦合亮腔孤子的条件。这些双稳态腔孤子共存相同的泵浦功率和频率失谐，而具有不同的振幅的各自的字段组件。三次谐波产生频率梳可以允许电信泵浦激光源同时直接访问近红外和可见光区域，这可能有利于光学时钟和传感应用的发展。
2022-10-18 physics.optics
Second and Third harmonic generation in the opaque region of GaAs
实验观察到GaAs晶片不透明区的二次和三次谐波产生的透射和反射。这些谐波分量可以通过不透明材料传播，只要泵被调谐到透明或半透明的区域，并且对应于具有非线性偏振源的麦克斯韦方程的非均匀解。我们发现，测量所观察到的谐波分量的角度和偏振依赖性，可以推断不同的非线性机制，触发这些过程，包括散装非线性，磁洛伦兹和表面的贡献。实验结果进行了比较，考虑到这些不同的影响与详细的数值模型。
2019-05-09 physics.optics
Second harmonic and cascaded third harmonic generation in generalized quasi-periodic poled lithium niobate waveguides
本文首次在绝缘体上铌酸锂脊形波导中制备广义准周期极化超晶格，利用丰富倒格矢在同一器件中实现高效二次谐波和级联三次谐波产生，为铌酸锂薄膜非线性集成光子学开辟新方向。
2023-02-12 physics.optics
Paving the way for third harmonic generation in hollow-core photonic bandgap fibers
我们提出了两种新颖的混合光子结构的二氧化硅，具有两个良好分离的频率带隙。在精确的位置和尺寸中添加间隙空气孔允许这些带隙在空气线${ck_z/w=1}$处以它们的中心频率之间的比率${\sim3}$打开，从而满足空芯光纤中三次谐波产生的基本指导条件。此外，这些设计可以用作两个良好分离的波长（诸如可见光和近红外）的高功率激光递送。
2014-07-14 physics.optics
Wide-bandgap optical materials for high-harmonics generation at the nanoscale
本研究通过第一性原理模拟探究纳米级高次谐波产生的材料平台，发现宽禁带半导体AlN、SiN比硅更适合产生极紫外光，且AlN中晶体对称性与光参数的相互作用可同时产生奇偶次谐波，助力相关技术发展。
2024-02-01 physics.optics
Silicon metasurfaces for third harmonic geometric phase manipulation and multiplexed holography
非线性波前控制是利用超颖表面实现非线性光学应用的关键要求。非线性频率转换和波前控制的许多方面已经被证明用于等离子体超颖表面。然而，一些缺点限制了它们在非线性纳米光子学中的应用，包括高耗散损耗和低光学损伤阈值。相比之下，已经表明，由高折射率金属构成的超表面可以提供强的非线性响应。尽管最近在使用全介电纳米结构和超颖表面的非线性光学过程中取得了进展，但在直接利用生成过程实现完全波前控制方面取得的进展要少得多。在这里，我们展示了非线性波前控制的三次谐波产生与硅超颖表面。我们使用Pancharatnam-Berry相位方法对纳米结构硅超颖表面上的相位梯度和全息图像进行编码。实验证明了偏振相关的波前控制和编码全息图在三次谐波波长下的高保真再现。此外，我们表明，全息复用是可能的，通过利用三次谐波产生的偏振态。我们的方法简化了设计和制造过程，并铺平了道路，以一个易于使用的工具箱，非线性光学波前控制与全介质超颖表面。
2020-04-08 physics.optics
Second harmonic generation with plasmonic metasurfaces: direct comparison of electric and magnetic resonances
金属纳米结构中的等离子体共振已被证明可以显著增强局部电磁场，从而提高非线性光学现象的效率，例如二次谐波产生（SHG）。虽然已经在实验中观察到增强的场可以显着提高SHG，但迄今为止，已经证明难以在同一个纳米结构中探测电共振和磁共振。然而，这对于直接比较SHG增强的电和磁分量的相对贡献是必要的。在本文中，我们报告了一个实验研究的超颖表面能够提供电和磁共振倍频增强TM极化。我们的超颖表面可以被设计成使得电共振和磁共振的峰值频率可以被独立地调整。我们使用这个特征来区分它们的相对贡献。实验上观察到，磁共振与电共振相比仅提供50%的SHG增强。此外，在频率上对齐两个谐振导致1.32 X 10^（-10）的转换效率。
2015-09-29 physics.optics
Resonantly enhanced second-harmonic generation using III-V semiconductor all-dielectric metasurfaces
纳米结构材料中的非线性光学现象一直在挑战我们对自激光发明以来一直在探索的非线性光学过程的看法。例如，与体材料相比，几乎独立地控制光场限制、增强和散射的能力允许非线性频率转换效率提高许多数量级。此外，亚波长长度尺度使得相位匹配问题无关紧要。与等离子体纳米结构相比，介电谐振器超材料由于其更大的模体积而在增强非线性光学过程方面显示出巨大的潜力。在这里，我们提出，第一次，共振增强二次谐波产生（SHG）使用砷化镓（GaAs）为基础的介电超颖表面。使用阵列的圆柱形谐振器，我们观察到的SHG增强因子高达104相对于未图案化的GaAs。在磁偶极共振条件下，我们测量到在泵浦强度为3.4 GW/cm 2时的绝对非线性转换效率为~ 2 × 10 ^（-5）。的二次谐波的偏振特性表明，体和表面的非线性起着重要的作用，在所观察到的非线性过程。
2016-08-15 physics.optics
Origin of third harmonic generation in plasmonic nanoantennas
等离子体纳米天线最近被提出来增强非线性光学过程。在金属偶极纳米天线中，介电纳米颗粒被放置在间隙中，线性场增强可以被利用来增强三次谐波发射。由于金属和碳纳米管都表现出非线性，非线性远场包含来自每一个的贡献，并且不可能单独测量这些贡献，这导致了对非线性发射起源的看似矛盾的解释。我们确定，从金属-电介质偶极纳米天线的第三谐波的起源取决于纳米天线的设计，特别是，宽度。我们发现，从金的发射占主导地位，在薄的线状纳米天线，而从间隙材料的发射占主导地位，在更广泛的纳米天线。我们还发现，双极纳米天线比具有相同宽度的偶极子表现更好，并且由于其简单性，在许多应用中应该是优选的。
2016-10-25 physics.optics
Quantum Theory of Third-harmonic Generation in Epsilon-Near-Zero Materials
Tampere University（坦佩雷大学）；Boston University（波士顿大学）
本研究提出基于格林张量量子化的理论框架，推导ENZ材料三次谐波产生效率的解析解，经ITO纳米层实验验证，为量子非线性过程提供有效模型，可应用于多种量子相关领域。
2026-09-01 physics.optics
Symmetry selective third harmonic generation from plasmonic metacrystals
非线性过程通常由分子构型的对称性所施加的选择规则所支配。最著名的例子包括镜像对称性破缺对偶次谐波产生的作用，以及与圆偏振基本光束谐波产生中旋转对称性相关的选择规则。虽然镜像对称性破缺在二次谐波产生中的作用已经在等离子体系统中被广泛研究，但是关于谐波产生的圆偏振态的选择规则的研究已经限于晶体，即原子水平上的对称性。在这里，我们证明了旋转对称依赖于三次谐波产生的非线性等离子体超晶体。我们表明，选择规则可以施加到各向同性的有机非线性薄膜嵌入的亚晶体的旋转对称性。这里提出的结果可能会打开新的途径，设计与定制的等离子体纳米结构依赖于非线性光学响应。
2014-03-06 physics.optics
Temporal characterization of broadband femtosecond laser pulses by third-harmonic dispersion scan with ptychographic retrieval
我们提出了一种新的变体的色散扫描（d-扫描）的基础上的表面三次谐波产生（STHG）和重叠关联算法泰勒充分检索（振幅和相位）的宽带激光脉冲。我们展示了时间测量和压缩的几个周期的脉冲与7 fs和2.5 nJ的钛：蓝宝石振荡器，使用蓝宝石窗口作为非线性介质的技术。的结果是在非常好的协议与标准的二次谐波的d-扫描测量的基础上的非线性晶体。STHG固有的宽带和相位匹配无关的性质使得该技术非常适合在延伸到中红外的宽波长范围内表征超短激光脉冲。
2021-03-23 physics.optics
Efficient single-pass third-harmonic generation at 520 nm for pumping doubly-resonant OPO
采用双极化磷酸钛氧钾（PPKTP）晶体，利用1560 nm激光经单程二次谐波（SHG）和单程和频（SFG）产生单程三次谐波（THG），获得了约545 mW的单频可调谐520 nm绿光激光输出。在单次倍频中，采用两个级联的双极化掺氧化镁锂（PPMgO：LN）晶体，获得了~ 3.5W的780.25nm倍频激光输出，最大倍频效率为26.8%。该系统可以提供一个泵浦源（520 nm）的光学参量振荡器在1560和780 nm的双色纠缠连续可变光场的产生和双色本地振荡器零差检测。
2017-02-21 physics.optics
Singularity-driven Second and Third Harmonic Generation in a ε-near-zero nanolayer
我们展示了一条新的途径，ε~0材料，而不诉诸金属基超材料复合材料。可以使用洛伦兹振荡器建模的介质通常显示ε=0交叉点，例如SiO2和CaF 2分别在λ~7μm和20μm处ε=0。我们表明，洛伦兹介质产生一个奇异性驱动的增强的电场其次是戏剧性的降低阈值的非线性光学现象过多。我们说明了在20 nm厚的ε~0材料层中二次和三次谐波产生的显着增强，并讨论了非线性表面源的作用。
2011-09-07 physics.optics
Plasmon-Enhanced Second-Harmonic Generation in Atomically Thin Crystalline Silver Nanostructures
ICFO–Institut de Ciencies Fotoniques, The Barcelona Institute of Science and Technology（ICFO-光子科学研究所，巴塞罗那科学技术研究院）；University of Vienna, Faculty of Physics, Vienna Center for Quantum Science and Technology (VCQ)（维也纳大学物理学院，维也纳量子科学与技术中心）；Center for Nanophotonics, NWO Institute AMOLF（纳米光子学中心，NWO AMOLF研究所）；Department of Physics, Dokuz Eylül University（德古兹埃勒大学物理系）；Centro de Física de Materiales CSIC-UPV/EHU and Materials Physics Center（CSIC-巴斯克国立大学物质物理学中心和材料物理中心）
本研究通过原子级薄晶体银薄膜中的量子限制与等离激元共振协同作用，实现了二次谐波产生的显著增强，为超紧凑非线性光学器件提供了可扩展方案。
2026-09-29 cond-mat.mes-hall physics.optics
Bismuth Ferrite Dielectric Nanoparticles Excited at Telecom Wavelengths as Multicolor Sources by Second, Third, and Fourth Harmonic Generation
我们证明了从一个单一的电介质铋铁氧体纳米粒子在1560 nm的电信光纤激光器激发的同时产生的第二，第三和第四谐波。我们首先表征与不同的非线性阶数的光谱，激发强度的依赖性，和相对信号强度的信号。Successfully，偏振分辨的三个谐波的发射曲线的基础上，我们讨论的磁化率张量分量在不同的订单的相互作用，我们展示了如何偏振可以被用来作为一个光学手柄来控制相对的频率转换性能。
2018-03-10 physics.optics
