Dynamical stabilization by vacuum fluctuations in a cavity: Resonant electron scattering in the ultrastrong light-matter coupling regime
我们发展了一个腔中电子被短程排斥势散射的理论。在电子与腔场的超强耦合区，腔场的真空涨落导致了被排斥势核所束缚的准定态极化激元的动力学稳定。当自由电子的能量与受限态的能量一致时，伴随着腔光子发射的电子的极其有效的共振非弹性散射出现。这种效果进行了讨论，作为可能的自由电子源的非经典光的基础。
2022-10-12 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Theoretical methods for ultrastrong light-matter interactions
本文回顾了在过去十年中发展的理论方法，以了解腔量子电动力学在超强耦合制度，其中的光-物质相互作用的强度变得可比的光子频率。随着基本量子光学效应的深刻修改，产生了丰富的现象学，这一制度引入了重大的理论挑战。其中最重要的是打破了忽略光-物质相互作用哈密顿量中所有非共振项的行波近似。因此，量子光学理论框架的很大一部分必须重新审视，以准确地说明在这一制度中的所有相互作用项。在这篇文章中，我们给出了一个广泛的概述最近的进展，从基态性质的分析估计，适当的主方程的推导和计算的光电探测信号。对于理论的每个方面，方法的基本原理都在诸如量子拉比模型和自旋玻色子模型的范例模型上进行了说明。本着这种精神，本文的大部分内容都致力于有效的模型，相关的各种实验平台，其中的超强耦合已经达到，如半导体微腔和超导电路。这些模型的有效性进行了讨论，在文章的最后一部分，在那里我们解决最近的辩论有关的基本问题，规范不变性的超强耦合制度。
2020-06-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A recipe for Hamiltonian of system-environment coupling applicable to ultrastrong light-matter interaction regime
在标准腔量子电动力学中，当光与有耗腔中的物质相互作用时，腔场的耗散可以简单地用两种耦合的强度来表征：光与物质的相互作用和通过腔镜的系统与环境的耦合。然而，在超强光-物质相互作用机制中，耗散还取决于这两种耦合是由电场还是磁场（超导电路中的电容或电感）介导的。即使我们正确地知道了系统-环境耦合的微观机制（拉格朗日），耦合哈密顿量本身在原则上也会由于腔中的超强相互作用而被修改。在本文中，我们展示了一个配方推导出的系统-环境耦合的哈密顿量的一般表达式，这是适用于即使在超强的光-物质相互作用制度的良好的腔和独立的过渡限制。
2013-11-06 physics.optics quant-ph
Ultrastrong Light-Matter Coupling in 2D Metal-Chalcogenates
本研究在新兴二维激子材料mithrene（金属有机硫属化合物）中观测到超强激子-极化激元耦合（拉比分裂>600 meV），并实现室温发射与低温色散调控，为深绿-蓝光波段极化激元研究提供了理想材料体系。
2023-08-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Laser under ultrastrong electromagnetic interaction with matter
在电磁场和物质之间的超强相互作用下，光通过辐射（激光）的受激发射放大的传统图像被打破，电场和磁场的不同动力学使“激光”与传统激光有质的不同，传统激光已经被简单地描述而没有区别。在超强区的“激光”可以表现出丰富多样的行为，并自发出现相干现象。我们发现，“激光”通常伴随着腔内外电磁场的奇次谐波和与原子布居振荡的同步。在两能级和单模近似下的一个简单模型中也证明了双稳态。
2015-05-18 physics.optics quant-ph
System-environment coupling derived by Maxwell's boundary conditions from weak to ultrastrong light-matter coupling regime
在标准的腔量子电动力学（QED）理论中，腔（腔系统和光子库）内外光子之间的耦合是光子总数守恒的。然而，当腔光子与物质中的原子或激发态发生（超）强相互作用时，系统-库耦合必须从更基本的观点来确定。基于介电介质QED理论中的Maxwell边界条件，导出了腔内极化激元（非光子）和腔外光子总数守恒的量子Langevin方程和输入输出关系。
2013-04-08 physics.optics quant-ph
Manipulating terahertz phonon-polariton in the ultrastrong coupling regime with bound states in the continuum
本文通过Au超表面中的连续谱束缚态与MaPbI3薄膜声子实现超强耦合，将Rabi劈裂调谐至声子频率的48.4%，并用小波变换揭示声子辐射增强规律，为太赫兹器件和极化激元动力学研究提供新平台。
2025-09-23 physics.app-ph physics.optics
Ultrastrong Coupling Signatures in Photon Statistics from Terahertz Higgs-Polaritons
University of Pennsylvania（宾夕法尼亚大学）
研究通过腔内超导体传输光子统计，揭示强耦合下双光子Higgs极子的非线性特性，发现光子统计变化源于暗腔态的形成，为太强耦合提供诊断方法。
2026-10-30 cond-mat.str-el cond-mat.supr-con physics.optics
Chiral TeraHertz surface plasmonics
本文利用高度受限的太赫兹表面等离激元模式的手性特性，设计了在适度磁场下表现出显著可调手性行为的超小型太赫兹腔和超表面，实现了磁场调节腔谐振的极点和零点，为开发多功能太赫兹超表面和超强手性光物质相互作用铺平了道路。
2024-08-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Organic Photodiodes with an Extended Responsivity using Ultrastrong Light-Matter Coupling
在有机光电二极管（OPD）中，光被激子吸收，激子解离以产生光电流。在这里，我们展示了一种新型的OPD，其中光被极化激元吸收，混合光物质状态。我们展示了在可见光和红外波长的超强耦合制度的极化激元OPD的操作。这些设备可以被设计为显示具有非常弱的角度依赖性的窄响应度。更重要的是，它们可以被调谐以在裸激子吸收之外的光谱范围内操作。值得注意的是，我们表明，极化激元OPD的响应度可以被推到近红外波长，其中很少有有机吸收剂可用，外部量子效率超过控制OPD。
2018-02-24 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Microscopic quantum description of surface plasmon polaritons: Revealing intrinsic ultrastrong light-matter coupling
Université de Strasbourg, CNRS, Institut de Physique et Chimie des Matériaux de Strasbourg（斯特拉斯堡大学）；Universidad Autónoma de Madrid（马德里自治大学）；ESPCI Paris, Université PSL, CNRS, Sorbonne Université（巴黎高等物理化工大学）；Laboratoire de Physique et d’Étude des Matériaux, LPEM, UMR 8213（物质物理与研究所）
本文提出了一种适用于任意几何结构的表面等离子体极化子微观量子理论，揭示了金属-介质界面的超强光-物质耦合特性。
2026-07-28 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Sculpting ultrastrong light-matter coupling through spatial matter structuring
本文通过空间结构设计调控平面太赫兹谐振器多模与二维电子回旋共振的重叠，实现了对超强多模耦合路径、模式数量、频谱和磁调谐响应的控制，为量子光源、非线性和量子信息处理提供了新方法。
2023-11-30 cond-mat.other physics.optics quant-ph
Ultrastrong Coupling of Band-Nested Excitons in Few-Layer Molybdenum Disulphide
二维过渡金属二硫属化物（2D TMDC）是研究光-物质相互作用的有趣平台，因为它们结合了传统半导体的电子特性和有机系统中的光学共振。然而，在强激子极化激元耦合中表现出的耦合强度仍然远低于在有机体系中发现的那些。本文利用少层二硫化钼（$\text{FL-MoS}_2$）中带隙以上C激子的大振子强度，提出了一种新的研究方法。我们发现，在室温下耦合$\text{FL-MoS}_2$ C激子表面等离子体激元时，k空间拉比分裂为293毫电子伏。该值是未耦合激子能量（2.67 eV或464 nm）的11%，约为TMDC中通常所见的2倍，将系统置于超强耦合状态。我们的研究结果朝着最终实现有效的量子相干过程的超强耦合CMOS兼容系统-二维TMDC-在可见光谱。
2022-04-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Magnetically-dressed CrSBr exciton-polaritons in ultrastrong coupling regime
光子与物质激发态（如激子、声子和磁振子）之间的强耦合在光-物质相互作用的研究中至关重要。强的光-物质耦合是飞行态和静止量子态之间的桥梁，它使量子信息的相干传输、存储和处理成为可能，这对于构建光子量子网络至关重要。在过去的几十年里，激子-极化激元由于其半光半物质的玻色子性质而吸引了大量的研究兴趣。耦合激子极化激元与磁序授予访问丰富的多体现象，但已被限制的材料系统，表现出同时激子共振和磁序的可用性。在这里，我们报告磁修饰的微腔激子极化激元在范德华反铁磁（AFM）半导体CrSBr耦合到一个Tamm等离子体微腔。角分辨光谱揭示了一个非常高的激子极化激元耦合强度达到169毫电子伏，表现出超强耦合，持续到室温。温度依赖激子极化激元光谱传感器的磁性顺序从AFM的顺磁性CrSBr的变化，确认其磁性的性质。通过施加面外磁场，在保持激子-光子耦合强度的同时，进一步实现了极化激元能量的有效调谐，这归因于自旋倾斜过程对层间激子相互作用的调制。我们的工作提出了一种由鲁棒的光-电-磁耦合实现的混合量子平台，有望用于量子互连和换能器。
2023-02-15 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Reply to Comment on "System-environment coupling derived by Maxwell's boundary conditions from the weak to the ultrastrong light-matter-coupling regime"
正如Simone De Liberato [arXiv：1307.5615]所提到的，当我们假设金属薄镜并在从常用的系统-环境耦合哈密顿量开始的方法之外进行重整化时，我们当然可以解决其结果与我们论文[Phys. Rev. A 88，013814（2013），arXiv：1301.3960]主要讨论中的可靠方法所得结果的差异。虽然建议的方法是目前适用于特定的情况下，检查其有效性后，我们的可靠，但繁琐的方法，我们建议从系统环境耦合哈密顿量适当的限制和腔场的损失的机制确定。这种方法原则上适用于任何腔结构，并且我们不面临评论中出现的重整化问题。
2013-11-29 physics.optics quant-ph
Cavity Quantum Electrodynamics with Hyperbolic van der Waals Materials
本文提出利用超薄极性范德华晶体构成平面腔封装二维电子材料，以实现太赫兹频段超强耦合腔QED，并证明纳米级六方氮化硼层可使双层石墨烯单电子回旋共振进入超强耦合区。
2023-05-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas
Collective, Coherent, and Ultrastrong Coupling of 2D Electrons with Terahertz Cavity Photons
光与凝聚态物质在光腔中的非微扰耦合有望揭示许多相干多体现象和态。此外，固态环境中的强相干光-物质相互作用对新兴的量子技术非常感兴趣。然而，创建一个结合了长电子相干时间、大偶极矩和高腔质量（$Q$）因素的系统一直是一个具有挑战性的目标。在这里，我们报告集体超强光-物质耦合的超高迁移率的二维电子气中的高- $Q$太赫兹光子晶体腔中的量子化磁场，证明了协同$\sim$ 360。回旋共振（CR）分裂为较低和较高的极化激元分支，表现出对电子密度（$n_\mathrm{e}$）的$\sqrt{n_\mathrm{e}}$依赖性，这是集体真空拉比分裂的标志。此外，由于光-物质相互作用哈密顿量中通常可忽略的$A^2$项，观察到极化子频率的小但确定的蓝移。最后，高$Q$腔抑制了相干CR的超辐射衰减，这导致在2 K下的5.6 GHz的前所未有的窄的本征CR线宽。这些结果为结合多体凝聚态物理和基于腔的量子光学的传统学科开辟了各种新的可能性。
2016-04-28 cond-mat.quant-gas physics.optics
Microcavity phonon polaritons from weak to ultrastrong phonon-photon coupling
分子振动和微腔模式之间的强耦合已经被证明可以改变分子材料的物理和化学性质。在这里，我们研究了较少探索晶格振动（声子）和微腔模式之间的耦合。嵌入到经典的微腔的六方氮化硼（hBN）的薄层，我们证明了从弱到超强的声子-光子耦合时，hBN的厚度从几个纳米增加到一个完全充满腔的演变。值得注意的是，对于薄至10 nm的hBN层实现了强耦合。此外，在完全填充的腔中的超强耦合产生与体hBN中的声子极化激元的腔极化激元色散相匹配的腔极化激元色散，突出了微腔中的最大光-物质耦合限于光子和体材料之间的耦合强度。可调谐腔声子极化激元可以成为研究光子和声子之间的耦合强度如何改变极性晶体性质的通用平台。
2021-01-27 physics.optics
Tunable Plasmonic Ultrastrong Coupling: Emulating Dicke Physics at Room Temperature
一个由N个二能级原子与光子场相互作用的系统可以描述为一个与光子场耦合的巨原子，其相互作用强度为~ N ^0.5。这种增强在量子光学中被称为Dicke协同性，最近已成为基于强光-物质耦合的量子信息技术中不可或缺的元素。在这里，我们扩展的耦合超出了标准的光物质相互作用的范例，模仿迪克合作在太赫兹元表面与N元原子。协同增强表现为物质-物质耦合的形式，通过在单个元原子中的局域表面等离子体共振和由于元原子的周期性阵列引起的表面晶格共振的杂交。通过改变阵列的晶格常数，我们观察到一个明确的反交叉行为，强耦合的签名。此外，通过在元原子中设计电容性分裂间隙，耦合率被协同地增强到N ^0.5倍的超强耦合区。这种室温技术可以作为一个方便的量子模拟器，模拟由单个玻色子场相干驱动的具有巨大偶极矩的量子比特的动力学。
2022-09-27 physics.app-ph physics.optics quant-ph
Ultrastrong plasmon-phonon coupling via epsilon-near-zero nanocavities
振动超强耦合（USC），其中光-物质耦合强度与分子的振动频率相当，为探测分子与零点波动的相互作用，利用腔增强化学反应以及开发中红外区域的新型器件提供了新的机会。在这里，我们使用ε-近零纳米腔填充模型极性介质（SiO $_2$），以证明声子和间隙等离子体之间的USC。我们提出了经典和量子力学模型来定量描述所观察到的等离子体声子USC现象，并证明分裂高达50%的共振频率。我们的晶圆级纳米腔平台将使广泛的振动跃迁能够用于USC应用。
2020-05-05 cond-mat.other physics.optics
Upper bounds on collective light-matter coupling strength with plasmonic meta-atoms
光学和材料激发之间的超强耦合是电磁相互作用的一种独特机制，它使得各种有趣的物理现象成为可能。实现超强光-物质耦合的传统方法涉及使用某种量子发射体，如有机染料、量子阱、超导人造原子或二维电子气跃迁。通常，达到超强耦合域需要特殊的条件，包括高真空、强磁场和极低的温度。最近的报告表明，在环境条件下，用等离子体元原子--取代量子发射器的人造金属纳米结构--可以实现高度的光-物质耦合。然而，施加在这样的系统上的耦合强度的基本限制还没有被确定。在这里，使用哈密顿方法，我们从理论上分析了极化激元态的形成，并研究了在一些密集的等离子体元原子组装的集体等离子体-光子耦合强度的上限。从球体出发，我们确定了等离子体元原子和自由空间光子之间的归一化集体耦合强度$g/ω_0$的普遍上限。接下来，我们研究球形金属元原子，并表明，一个强烈拉长的元原子是最佳的几何结构，以达到最高值的集体耦合强度的元原子阵列。这一结果对极化激元学研究、量子技术和材料改性等领域具有重要的参考价值。
2022-12-26 physics.optics
There is no ultrastrong coupling with photons
本研究基于电磁约束论证发射体-光子耦合强度存在根本上限，指出超强耦合无法通过光子实现而源于电荷间库仑相互作用，且无需纳入极化自能项，通过金属纳米球旁发射体的解析模型验证结论，推动相关领域重新评估已有研究。
2025-08-01 cond-mat.other physics.optics quant-ph
A matter-wave Fabry-Pérot cavity in the ultrastrong driving regime
University of California, Santa Barbara（加州大学圣塔芭芭拉分校）；Argonne National Laboratory（阿贡国家实验室）
本研究通过交换光与物质的角色，在超强驱动 regime 中实现了物质波法布里-佩罗腔的动力学实验，观察到预测的固定点轨迹并展示了非平凡动力学特征。
2026-01-28 cond-mat.quant-gas gr-qc physics.atom-ph
THz ultra-strong light-matter coupling up to 200K with continuously-graded parabolic quantum wells
本文利用连续渐变抛物量子阱在1.8 THz实现微腔子带间极化激元，在200K下维持超强耦合，并证明亚波长谐振器中仅需不到3000个电子即可实现超强耦合，为动态Casimir效应和少电子极化激元系统研究开辟新途径。
2023-01-23 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultraconfined THz Phonon Polaritons in Hafnium Dichalcogenides
本研究针对太赫兹声子极化激元受限不足问题，利用铪基二硫化物的强光-物质耦合强度与自然双曲性实现超受限（因子超λ0/250），为太赫兹纳米光子应用提供支撑平台。
2025-02-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Dissipation in the Broadband and Ultrastrong Coupling Regimes of Cavity Quantum Electrodynamics: An Ab Initio Quantized Quasinormal Mode Approach
该研究针对宽带光-物质相互作用下腔QED唯象耗散方法的不足，从头推导了基于准简正模量化的量子主方程，验证了其有效性并揭示了宽带耗散区域的新判据与单模模型的限制。
2025-07-30 physics.optics quant-ph
Tunable THz generation and enhanced nonlinear effects with active and passive graphene hyperbolic metamaterials
由于石墨烯与入射光之间的弱光物质相互作用，石墨烯的活性和非线性性质受到限制。在这项工作中，我们提出了增强的非线性效应在低太赫兹（THz）范围内通过设计一种新的图案化石墨烯双曲超材料（GHMM）。更具体地说，它表明，三次谐波产生（THG）可以显着增强所提出的GHMM由于在共振场的增强，以及支持慢光响应，促进强轻物质相互作用。
2020-03-03 physics.optics
Tunable cryogenic THz cavity for strong light-matter coupling in complex materials
我们在这里报告的实现和调试的实验，致力于研究的光学性质的轻物质的混合物构成的晶体样品嵌入在一个光学腔。实验组件的开发提供了独特的机会，研究弱和强耦合制度之间的可调谐光学腔在低温环境和低能量自由度，如声子，磁振子或电荷波动。我们在这里描述的设置开发，它允许在不同的品质因数，在低温下的腔长的调谐和它的光学特性与宽带时域太赫兹光谱仪（0.2-6太赫兹）的光学腔中的晶体样品的定位。我们证明了多功能性的设置通过研究在低温下的CuGeO 3单晶的振动强耦合。
2021-11-28 cond-mat.other physics.ins-det physics.optics
2D materials coupled to hybrid metal-dielectric waveguides for THz technology
在这封信中，我们提出了混合金属-介质波导耦合到二维材料，提供强的光-物质相互作用在太赫兹频率。我们调查的基本传播模式的属性，并表明，在平面内的电场分量的强度是最大化的顶部的介质条上的二维材料沉积。我们的模拟预测100%的调制太赫兹光通过调整费米能级的石墨烯片沉积在一个1毫米长的波导。我们还展示了石墨烯多层膜耦合到这些波导实现太赫兹频率激光的潜力。我们的方法是兼容的CMOS或太赫兹量子级联激光技术。
2018-02-15 physics.optics
Quantum Electrodynamical Metamaterials
最近的实验已经揭示了光和物质之间的超强耦合是一种有前途的改变材料性质的途径，如电输运，化学反应速率，甚至超导性。在这里，我们探讨（超）强耦合作为一种手段操纵光学响应的超材料的基础上合奏的组成单位单独在超强耦合制度。我们发展了一个基于线性响应的量子电动力学系统的框架来研究光-物质耦合对光学响应的影响。我们首先应用这个框架来找到耦合到单腔模式的两能级发射器的光学响应，这可以被看作是从这个系统的重复单元构建的超材料的“元原子”。我们发现光学行为范围从一个简单的两能级系统（洛伦兹振荡器），有效地透明，从弱耦合到深强耦合制度。我们探讨了这些元原子的一维链，展示了其光学行为的可调谐性。我们的方案可能最终提供一个框架，用于设计新的超材料，具有低损耗，高限制模式，以及可调（单光子）非线性。
2022-09-06 physics.optics quant-ph
Gauge freedom, quantum measurements, and time-dependent interactions in cavity and circuit QED
腔体内的电磁场与自然或人造原子之间的相互作用在发展我们对光-物质相互作用的理解方面发挥了至关重要的作用，并且是各种量子技术的核心。最近，在几种情况下，已经探索了超越弱和强光-物质耦合的新机制。这些制度，其中的相互作用强度是可比的（超强），甚至更高（深强）比系统中的跃迁频率，可以引起新的物理效应和应用。同时，它们也挑战了我们对腔QED的理解。当相互作用强度如此之高时，诸如子系统及其量子测量的正确定义、光-物质基态的结构或依赖于时间的相互作用的分析等基本问题都会受到模糊性的影响，从而导致甚至是定性的不同预测。这些模糊性的解决方案对于理解和设计将利用超强耦合机制的下一代量子器件也很重要。在这里，我们讨论并提供解决这些问题的方法。
2020-02-06 cond-mat.supr-con physics.atom-ph physics.optics
Non-Invasive Near-field Spectroscopy of Single Sub-Wavelength Complementary Resonators
亚波长金属谐振器提供了一种途径，以实现强的光-物质耦合的谐振电磁场的紧约束的手段。然而，这种谐振器的研究通常存在实验困难，特别是在太赫兹（THz）频率下。单个亚波长谐振器与太赫兹光束的相互作用很弱，使得很难使用远场方法对其进行探测;而谐振器阵列表现出谐振器间耦合，这会影响谐振器的光谱特征和场限制。在这里，传统的远场太赫兹光谱系统地比较孔径型太赫兹近场显微镜研究互补太赫兹谐振器。虽然远场方法被证明对于测量单个谐振器是不切实际的，但是近场技术给出了高信噪比的光谱信息，这只能在远场中用谐振器阵列实现。同时，近场技术使我们能够分析单个谐振器-无阵列中存在的谐振器间耦合-而不会与近场探头发生显着相互作用。此外，近场技术允许在空间和时间中映射高度受限的场和表面波。这些信息提供了宝贵的洞察阵列谐振器的光谱响应。这种近场显微镜和光谱学的方法，使调查在太赫兹频率在单谐振器制度的强烈的光-物质耦合。
2020-12-16 physics.optics
Efficient free-space to chip coupling of ultrafast sub-ps THz pulse for biomolecule fingerprint sensing
超快亚皮秒太赫兹脉冲传递了与生物分子的振动或旋转模式相关的丰富的独特光谱指纹，并可用于解决运动的时间相关动力学。因此，一个有效的平台，以提高太赫兹光与物质的相互作用是强烈的需求。波导，由于其紧密的空间限制的电磁场和较长的相互作用距离，是有前途的平台。然而，由于超快信号的超宽带宽特性，将亚ps太赫兹脉冲有效地馈送到波导仍然具有挑战性。我们提出了一种传感芯片，包括一对背靠背的Vivaldi天线和一个90°弯曲槽线波导，以克服这一挑战。传感芯片的有效工作带宽范围为0.2至1.15 THz，自由空间与芯片的耦合效率高达50%。在整个频带上，THz信号比噪声电平高42.44 dB，峰值为73.40 dB。为了利用高效传感芯片的优势，我们已经测量了α-乳糖一水合物的特征指纹，并成功地观察到在0.53 THz附近的急剧吸收下降，证明了所提出的解决方案的准确性。该传感芯片具有高效面内耦合、超宽带宽、易于集成和制造、大规模制造能力和成本效益等优点，是太赫兹光-物质相互作用平台的有力候选者。
2022-09-13 physics.app-ph physics.optics
Quasi-static and propagating modes in three-dimensional THz circuits
我们提供了在太赫兹频率范围内的三维超材料谐振器的电磁模式的分析。的结构的基本谐振完全描述的分析电路模型，它不仅再现的谐振频率，但也与入射的太赫兹辐射的超材料的耦合。我们还证明了传播效应的贡献，并展示了如何通过设计来减少它们。在优化设计中，电场能量集中到超亚波长（$λ$ /100）电容器中，其中我们插入基于二维电子气中的集体电子激发的半导体吸收体。优化的电场约束证明了观察的超强光-物质耦合制度，并打开了许多可能的应用，这些结构的探测器，调制器和太赫兹辐射源。
2020-05-15 physics.app-ph physics.optics
Coherent anharmonicity transfer from matter to light in the THz regime
针对少光子区非线性光学挑战，提出红外腔QED方法，利用量子阱偶极子与红外谐振腔的弱耦合实现功率依赖的非线性相移，为低功率THz脉冲相位控制提供新途径。
2023-09-21 physics.optics quant-ph
Frequency comb generation at THz frequencies by coherent phonon excitation in Si
气体中的高阶非线性光-物质相互作用使得能够产生X射线和阿秒光脉冲、计量学和光谱学。固态材料中的光学非线性对于高带宽信息处理的光学和电子功能的结合特别感兴趣。硅中的三阶非线性光学过程已经用于处理具有大于1GHz带宽的光信号。然而，在太赫兹带宽范围内的Si基光调制器的基本物理过程尚未被探索。在这里，我们展示了超快声子调制的光学指数的Si的强烈的几个周期的飞秒脉冲的照射。在Si（15.6 THz）的纵向光学（LO）声子的基频处的共振拉曼极化率的各向异性反射率调制产生高达7阶的频率梳。通过利用Si晶格在其最高机械频率下的相干原子运动来实现全光学>100 THz频率梳产生。
2015-10-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Terahertz Strong-Field Physics in Light-Emitting Diodes for Terahertz Detection and Imaging
强太赫兹（THz）电磁场通过对基元激发和集体激发的非微扰驱动，揭示了许多材料中的各种极端非线性光学效应。然而，这种非线性光响应尚未在发光二极管（LED）中发现，更不用说将它们用作快速，成本效益，紧凑和室温操作的THz探测器和相机。在这里，我们报告无处不在的LED表现出巨大的和快速的光伏信号具有优异的信噪比时，被太赫兹场强度>50 kV/cm的照明。我们还成功展示了THz-LED探测器和相机原型。这些非正统的THz探测器表现出高响应率（>1 kV/W），响应时间比热释电探测器短四个数量级。探测机制是太赫兹场诱导的非线性碰撞电离和肖特基接触。这些发现不仅有助于加深我们对强太赫兹场与物质相互作用的理解，而且对强太赫兹场诊断的应用也有很大的贡献。
2020-07-28 physics.ins-det physics.optics
