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纳米结构铌酸锂上的法诺共振实现高效可调谐二次谐波产生
摘要： 二次谐波产生（SHG）是光学集成电路、非线性显微镜、激光器等应用中的重要非线性过程。由于纳米结构中典型的非线性转换效率仅为10^-5量级，其提升仍面临诸多挑战。本文从理论上展示了一种由铌酸锂（LN）条和LN圆盘构成的周期性结构，该结构基于纳米级（约300纳米）薄膜平台，可实现高效SHG。通过打破结构对称性，我们获得了品质因数高达2350的法诺共振及四十二倍的强光学场增强效应，从而实现了高达3.165×10^-4的转换效率。除产生强二次谐波信号外，研究还证明：仅需在纳米结构LN的平面电极配置上施加0.444V电压，即可在保持较高转换效率的同时，将SH波长调谐范围控制在1纳米内。这种具有高非线性转换效率的结构有望应用于单分子荧光成像、高分辨率非线性显微镜及有源紧凑型光学器件。
关键词： 谐波产生与混频、铌酸锂、法诺共振
更新于2025-09-23 15:22:29
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具有基频和第二谐波近平坦色散的二维光子晶体波导二次谐波产生
摘要： 光子晶体波导（PCW）在产生二次谐波（SH）方面展现出巨大潜力，但现有基于腔体或缺陷的方案存在多波长操作能力不足和相位匹配要求苛刻的问题。本研究提出一种由调制单线缺陷构成的二维PCW结构，可独立调控基频（FF）与SH模式，从而为这两种模式实现近平坦群速度色散并同步满足相位匹配条件?；诙嘀厣⑸浞椒ǖ睦砺奂扑惚砻鳎涸醋苑欠浣教股⒌腟H谐振模式具有高品质因数（最大值近6.5×10?），其谐振模式的最大SH转换效率比非谐振模式高出两个数量级。此外，得益于二次谐波与基频群速度的匹配，SH中心波长可在约3纳米范围内实现调控。这些成果为光子学与量子光学的片上集成应用提供了潜在可能。
关键词： 光子晶体波导、非线性光学、谐波产生与混频、慢光
更新于2025-09-19 17:13:59