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
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
Multimode non-Hermitian framework for third harmonic generation in nonlinear photonic systems comprising 2D materials
现代纳米光子学中的共振结构是非厄米（泄漏和损耗）的，并且支持准正规模式。此外，当代腔通常包括2D材料，以利用和共振地增强其非线性特性或提供可调谐性。这种材料由于其无限薄的性质和强分散性而进一步增加了建模的复杂性。在这里，提出了一种有效地分析纳米颗粒和超颖表面中的三次谐波产生（THG）的形式。它是基于数值计算的准正规模式的纳米结构，它是一般的，并没有作出任何事先假设的数量涉及的转换过程中的共振，在传统的耦合模理论的方法在文献中。该框架的能力展示通过两个选定的例子：一个单一的散射体和一个周期性的超颖表面纳入石墨烯的高三阶非线性。在这两种情况下，获得了良好的协议与全波非线性模拟。拟议的框架可能构成一个宝贵的工具，获得物理洞察纳米光学结构中的频率产生过程，并提供指导方针，实现大幅提高THG效率。
2022-10-24 physics.comp-ph physics.optics
Second harmonic generation in a centrosymmetric gas medium with spatiotemporally focused intense femtosecond laser pulses
该研究利用时空聚焦飞秒脉冲在中心对称氩气中实现75 cm距离处显著增强的二次谐波，并通过理论计算揭示其主要源于非均匀等离子体梯度。
2013-11-07 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
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
CUDA-based focused Gaussian beams second-harmonic generation efficiency calculator
本研究提出一款基于CUDA的面向对象聚焦高斯光束二次谐波产生效率模拟包，含线性与双光子吸收及热效应模型，计算速度较CPU方案最高提升近40倍，可助力高功率SHG实验优化与器件设计。
2024-10-07 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
Third Harmonic Generation in Cuprous Oxide: Efficiency Determination
测量了氧化亚铜晶体的三次谐波效率。强度遵循非三次幂定律，表明非微扰行为。证明了谐波产生的偏振各向异性与三阶极化率有关。这些结果将影响对中心对称材料中谐波产生的理解，并可能与器件设计和激子行为的解释有关。
2013-12-27 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.quant-gas physics.optics
The effects of microscopic scattering on terahertz third harmonic generation in monolayer graphene
由于其线性色散，单层石墨烯有望在太赫兹频率下产生三次谐波响应。这种效应有各种不同的模型，最近已经在实验中观察到了。然而，关于散射对石墨烯中谐波产生的作用仍然存在相当大的不确定性。在这项工作中，我们在太赫兹频率的掺杂单层石墨烯模型的三次谐波产生采用最近邻紧束缚模型的长度规范。我们在微观水平上考虑了光学声子和中性杂质的散射，研究了散射对三次谐波响应的影响。我们还比较了唯象半经典理论的结果，使用从模拟中提取的依赖于场的散射时间，并发现一个显着较低的三次谐波场比从微观模型中发现的。这表明三次谐波产生比线性响应对散射的性质更敏感。我们还比较了我们的完整模拟的结果，最近的实验结果，并找到定性的协议。
2022-02-01 cond-mat.mes-hall 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
Phonon-Mediated Third-Harmonic Generation in Diamond
本文研究金刚石中太赫兹光共振驱动拉曼声子介导的三次谐波产生，发现电子与声子贡献的干涉可实现跨越六个数量级的增强或抑制，为声子学调控非线性光学和晶体结构动力学光谱学提供了新途径。
2024-05-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Third harmonic generation enhancement and wavefront control using a local high-Q metasurface
本文提出一种基于高阶Mie共振模式的局部高Q超表面，在保持局域控制的同时实现了三次谐波生成的强增强，效率达$3.25\times10^{-5}$，并实现了高质量波前整形与角度无关响应，为新型非线性光学器件提供了新途径。
2023-11-20 physics.app-ph 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
Third-harmonic-generation of a diode laser for quantum control of beryllium ions
我们产生的相干紫外辐射在313 nm的外腔二极管激光器的第三谐波。我们利用这种辐射对被囚禁的铍原子离子进行了激光冷却，并对共囚禁的铍氢化物分子离子进行了共振冷却。增强腔中的LBO晶体产生二次谐波，并且双谐振增强腔中的BBO晶体将该二次谐波与基波混合以产生三次谐波。每个增强腔之前是一个锥形放大器，以增加基本光。这种全半导体增益系统的36 mW输出功率将使铍离子运动的量子控制成为可能。
2017-02-05 physics.ins-det 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
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
Optimal double resonant condition in metallic core-shell nanocavity for third harmonic generation
随着非线性光学的迅速发展，光学三次谐波的增强成为物理、化学、生物、材料科学、信息科学等领域的热门研究领域。本文从理论上分析了金属核壳纳米结构中的双共振现象，以优化三次谐波的产生效率。由于核壳结构的纳米微球可以有效地激发出从可见光到近红外的多种腔模，两种不同的多极腔模匹配可以形成多种双共振条件。数值模拟表明，当三次谐波信号与高次腔模耦合良好时，远场三次谐波强度可以得到显著增强。更重要的是，三倍频效率是最佳的双谐振条件下耦合两个模式具有相同的顺序的腔。在这种情况下，THG强度相差3个量级。随后的理论分析表明，改变金属外壳的三阶非线性极化率，而保持核心的固定，对三倍频效率几乎没有影响。这一发现对优化球腔结构的三次谐波有重要的指导意义。
2017-11-26 physics.optics
Probing Electronic States in Monolayer Semiconductors through Static and Transient Third-Harmonic Spectroscopy
电子态及其动力学对于电子学和光电学应用是至关重要的。在这里，我们探测单层MoS 2中的各种相关电子态，例如多激子里德伯态和自由粒子能带，通过宽带（从~1.79到3.10 eV）静态三次谐波光谱具有高达>200的高相对对比度，这进一步得到了理论计算的支持。此外，我们引入瞬态三次谐波光谱，以证明三次谐波产生可以全光调制的调制深度超过~94%，在~2.18 eV，提供直接的证据，占主导地位的载流子弛豫过程，与载流子激子和载流子声子相互作用。我们的研究结果表明，静态和瞬态三次谐波光谱不仅是表征单层半导体及其异质结构的有前途的技术，但也是一个潜在的平台，破坏性的光子和光电应用，包括全光调制和成像。
2022-07-13 physics.app-ph physics.optics
Near-unity third-harmonic circular dichroism driven by quasi-BIC in asymmetric silicon metasurfaces
我们使用数值模拟来证明三次谐波产生与近1的非线性圆二色性（CD）和高转换效率（$ 10^{-2}\ \text{W}^{-2}$）在非对称Si-on-SiO $_2$超颖表面。其工作原理依赖于连续介质中准束缚态的选择性激发，其特征在于具有非常高的（$>10^5$）质量因子。通过改变超颖表面的几何参数来调节多模干涉，我们证明了线性CD和非线性CD独立控制的可能性。我们的研究结果铺平了道路的发展全介质超颖表面的非线性手征光学器件具有高转换效率。
2022-02-18 physics.optics
Mixtenna: A Self-Biased Nonlinear Patch Antenna for Passive Third-Harmonic Radiation
Mixtenna通过自偏置非线性贴片天线实现被动三次谐波辐射，利用肖特基二极管增强频率上转换和频谱效率。
2026-01-18 physics.app-ph physics.optics
Critical Power for Temporal-Pulse Collapse in Third-Harmonic Generation
光传输的自陷临界功率是表征非线性光束传输的关键物理量之一。在临界功率以上，光束的空间和时间轮廓偏离其原始形状。因此，临界功率被认为是非线性光学现象的一个重要指标，如折射率和激光加工。然而，虽然临界功率的概念已经建立了基波，它仍然不清楚，如果功率依赖的现象也可以观察到谐波产生，因为复杂的相互作用的非线性传播效应和电离等离子体效应。在这项研究中，我们找到了三次谐波产生的临界功率，时间脉冲崩溃是否发生在三次谐波产生的标准，只取决于入射功率。实验表明，存在一定的入射功率，在该功率下，三次谐波功率产生特定的依赖关系，与聚焦条件无关。该入射功率比基波脉冲的自陷临界功率低约6倍，这表明它是三次谐波产生所特有的。数值计算表明，在此入射功率下，三次谐波脉冲开始时间崩溃。此外，数值计算再现了实验结果没有基本脉冲的非线性效应，色散效应，电离等离子体效应。这表明脉冲崩溃是由于三阶非线性项和高阶非线性项的干扰效应造成的，三阶非线性项在长距离传输后由于相位失配而消失。本文证明了谐波脉冲的临界功率的存在，并表明高阶非线性效应对谐波的影响是一个普遍现象。
2022-08-17 physics.atom-ph physics.optics
Effects of exciton-plasmon strong coupling on third harmonic generation of WS2 monolayer at periodic plasmonic interfaces
我们从理论上研究了WS 2单分子膜位于金属纳米结构阵列附近的二维和三维光学响应。模拟的重点是强耦合制度的激子支持WS 2和表面等离子体极化激元支持的各种周期性等离子体界面。它表明，单层的WS 2放置在一个紧密接近的周期性阵列的狭缝或孔的结果在拉比分裂的相应的表面等离子体极化激元共振显示在计算的透射和反射光谱。详细研究了WS 2单层膜的非线性区，在此区WS 2表现出三次谐波产生。结果表明，在强耦合制度的三次谐波信号显着影响的等离子体激元极化激元和混合激子-等离子体激元模式的对称性。它也表明，由等离子体激元诱导的局部电磁场是在三维中的三次谐波信号的增强的主要贡献者。由三次谐波产生的局部电磁场是非常局部化的，并且对环境高度敏感，使其成为纳米探针的重要工具。
2017-12-18 cond-mat.mes-hall physics.optics
Layer Tunable Third-Harmonic Generation in Multilayer Black Phosphorus
黑磷由于其独特的能带结构（既依赖于层又各向异性）而成为人们日益关注的主题。虽然许多人已经研究了黑磷的线性光学响应，但非线性响应仍然相对未被探索。本文报道了用超快近红外激光在黑磷中观察到三次谐波，并首次在实验上测量了Chi（3）。结果发现，三次谐波发射是高度各向异性的，依赖于入射偏振，并强烈变化的层数存在由于信号耗尽和相位匹配条件。
2016-11-15 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Third harmonic generation in graphene and few-layer graphite films
我们观察到光学三次谐波产生从石墨烯和剥离产生的少层石墨薄片。发射与入射近红外飞秒脉冲的强度的立方成比例，并且具有为入射波长的三分之一的波长，这两者都与三次谐波产生一致。我们提取了石墨烯的有效三阶磁化率，其为1 e-16平方米/平方伏的量级，这与共振激发的材料相当，但大于在基波和三次谐波波长处透明的材料。通过测量一组具有不同原子层数的薄片，我们发现发射与原子层数的平方成比例，这表明石墨烯的磁化率与层数无关，至少对于几层来说。
2013-01-06 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Resonant Asymmetric All-Dielectric Metasurface for Boosting Third-Harmonic Generation
共振超颖表面由于其鲜明的光谱特征和显著的场增强效应而受到广泛的关注。在这项工作中，通过打破硅纳米柱的面内对称性，我们实现了尖锐的法诺共振。计算分析了超颖表面的远场辐射和近场分布，进一步揭示了超颖表面的谐振特性。此外，理论推导和模拟表现出反二次依赖的Q-因子的非对称性参数，揭示了共振是由在连续介质中的受保护的束缚态。最后，我们在实验上验证了这种尖锐共振，并利用它有效地提高了三次谐波的产生。这种增强可以归因于超颖表面内部的强光学强度增强。
2020-04-03 physics.optics
Third harmonic generation from graphene lying on different substrates: Optical-phonon resonances and interference effects
石墨烯是一种非线性材料，可用作饱和吸收体、混频器和倍频器。我们研究了三次谐波产生从石墨烯躺在不同的基板上，包括一个电介质（dispersionless或极性），金属化或非金属化的背面。我们表明，从石墨烯发出的第三谐波强度躺在基板上，可以增加数量级相比，孤立的石墨烯，由于在极性电介质中的LO-声子共振或由于在背面上金属化的基板中的干涉效应。在某些频率间隔中，极性电介质衬底的存在补偿石墨烯的三阶电导率的$ω$频率依赖性的强烈降低，使得响应几乎与频率无关。
2016-08-21 cond-mat.mes-hall physics.optics
Characterization of the second- and third-harmonic optical susceptibilities of atomically thin tungsten diselenide
我们报告的第一个详细的表征表三次谐波光学极化率，$χ_{s}^{(3)}$，二硒化钨（WSe $_{2}$）。与自制的共聚焦显微镜设置开发研究谐波的产生，我们映射的第二和第三谐波强度作为在样品中的位置，泵浦功率和偏振角的函数，单层和几层薄片的WSe $_{2}$。我们在$\hbarω$ = 0.8 eV的基本激发频率下登记了$|χ_{s}^{(3)}| \approx$ 0.91 $\times$ 10 $^{-28}$ m $^{3}$ V $^{-2}$的值，这在幅度上与其他VI族过渡金属二硫属化物的三次谐波磁化率相当。同时记录的二次谐波磁化率被发现是$|χ_{s}^{(2)}| \approx$ 0.70 $\times$ 10 $^{-19}$ m $^{2}$ V $^{-1}$在非常好的协议的数量级与最近的报告为WSe $_{2}$，这断言我们的值为$|χ_{s}^{(3)}|$的鲁棒性。
2019-01-04 cond-mat.mtrl-sci 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
Contribution of third-harmonic and negative frequency polarization fields to self-phase modulation in nonlinear media
研究了三次谐波和负频率偏振项对克尔介质中短脉冲自相位调制的影响。我们发现，THG诱导额外的对称叶SPM过程中。这些新的边带的振幅大大增强的贡献的负频率克尔（NFK）项和冲击算子。我们比较我们的理论预测的基础上进行的模拟分析非线性相位通过使用全单向脉冲传播方程（UPPE）。
2014-11-19 nlin.PS physics.optics
Probing the surface of silicon and the silicon-silica interface using nonperturbative third and fifth harmonic generation
我们研究，在向后（反射）的几何形状，第三和第五次谐波的产生，位于深和真空紫外线，在硅的表面上和硅和二氧化硅之间的界面上，当一个薄的二氧化硅膜生长在硅衬底上。在这两种情况下，谐波信号的驱动激光束的偏振方向上的强烈依赖性被发现。观察到的差异为两个样品，定性地解释。此外，一个简化的张量形式主义的偏振依赖，它揭示了结构的对称性的表面和界面，并描述了偏振依赖与高精度。该研究是进一步理解材料边界上的非线性相互作用和非微扰谐波产生的必要步骤。
2022-07-10 physics.optics
Spectral characterization of third-order harmonic generation assisted by two-dimensional plasma grating in air
实验证明，在两个飞秒泵浦脉冲形成的二维等离子体光栅的辅助下，近红外飞秒（fs）脉冲激励产生的三阶谐波（TH）辐射在时空重叠的情况下，具有显著的光谱调制。这主要归因于探测脉冲的基波和两个泵浦脉冲的基波引起的强交叉相位调制。TH谱的延迟动力学反映了两种延迟非线性响应对TH产生的影响。研究了探测脉冲能量、泵浦脉冲能量和相对场偏振角对TH产生的影响。
2013-04-08 physics.optics
Third-harmonic generation in photonic topological metasurfaces
我们研究了二维光子超颖表面在纳米尺度上支持拓扑保护的螺旋边缘态的非线性效应。我们观察到强烈的三次谐波产生介导的光学非线性增强硅纳米粒子的多极米氏共振。泵浦光束波长的变化使得能够独立地对体模或自旋动量锁定边缘状态进行高对比度成像。我们展示了拓扑驱动的可调谐本地化所产生的谐波场和映射的赝自旋相关的单向波导的边缘状态绕过尖角。我们的观察建立介电超颖表面作为一个有前途的平台，强大的生成和传输的光子拓扑光子纳米结构。
2019-07-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Two-color solitons in Kerr third harmonic generation model
University of Maryland, Baltimore County（马里兰大学巴尔的摩分校）；Duke University（杜克大学）；University of New Mexico（新墨西哥大学）；Southern Methodist University（南方卫理公会大学）
研究共振克尔三次谐波产生模型中的二维空间局域双色光模式，利用计算工具识别出两个局域态族，其动力学取决于谐波功率分布，还发现了共振坍缩事件及特殊坍缩机制。
2026-07-21 math-ph math.MP nlin.PS
Orbital angular momentum control of third-harmonic generation and vortex dichroism in isotropic media
University of East Anglia（东英吉利大学）
研究通过聚焦拉盖尔高斯光束在各向同性介质中实现第三谐波生成，并揭示涡旋双折射的产生机制，展示了轨道角动量作为非线性光谱学新控制参数的作用。
2026-03-27 physics.optics
THz Second and Third Harmonic Generation in PdCoO$_2$ Thin Films
本研究在斜切衬底生长的PdCoO₂薄膜中观测到显著的太赫兹二次与三次谐波产生，结合玻尔兹曼输运理论建模分析其温度依赖特性，为太赫兹高次谐波的低温起源研究提供新平台与重要参考。
2024-09-12 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Enhanced third harmonic response of the PtTe$_2$ transition metal dichalcogenide
University of L’Aquila（阿奎拉大学）；University of Rome Tor Vergata（罗马托尔维加塔大学）；INFN（意大利国家核物理研究所）；Max Planck Institute for the Structure and Dynamics of Matter (MPSD)（马克斯·普朗克物质结构与动力学研究所）；Center for Free-Electron Laser Science (CFEL)（自由电子激光科学中心）；Sapienza University of Rome（罗马第一大学）；CNR-SPIN（国家研究委员会自旋电子学研究所）
研究PtTe₂中类II狄拉克费米子的三阶谐波响应，发现锥体倾斜可增强非线性易感性，为纳米光子器件提供新思路。
2026-02-09 physics.optics
Second and Third Harmonic Generation in Metal-Based Nanostructures
我们提出了一种新的理论方法来研究二次和三次谐波产生的金属纳米结构和纳米腔填充的非线性材料，在超短脉冲制度。我们将金属建模为双组分介质，使用流体动力学模型来描述自由电子，并使用洛伦兹振荡器来解释芯电子对线性介电常数和谐波产生的贡献。主动非线性介质，可以填充金属纳米腔，或被定位在金属层之间的堆栈，也建模使用洛伦兹振荡器和表面现象，由于对称性破缺考虑在内。我们研究了入射TE和TM偏振场的影响，并表明，一个简单的重新检查的基本方程揭示了额外的可利用的动力学特征的非线性频率转换等离子体纳米结构。
2010-06-06 physics.optics
A Dynamical Model of Harmonic Generation in Centrosymmetric Semiconductors
我们研究了中心对称半导体在可见光和紫外波长下的二次和三次谐波产生。二次谐波产生是由于对称性破缺、洛伦兹力的磁性部分和四极贡献的组合，四极贡献赋予所产生信号的角度依赖性特有的特征，类似于金属中发生的情况。假设材料具有非零的三阶非线性，其产生大部分三次谐波信号。利用体硅的参数，我们预测腔环境可以显着修改二次谐波产生（390 nm）与三次谐波产生（266 nm）的显着改善。尽管谐波可以被调谐到材料的介电函数为负的波长范围，但这种情况还是发生了：锁相机制将泵浦与生成的信号结合在一起，并抑制它们的吸收。这些结果为硅等材料在可见光和紫外线范围内作为非线性介质的新用途和灵活性指明了方向。
2011-09-15 physics.optics
