關于微腔表面對稱性破缺誘導非線性光學的研究
二階非線性光學效應是現代光學研究與應用中最重要的非線性光學過程之一。由于結構反演對稱性的限制,常用的硅基光子學材料往往不具備二階非線性電偶極響應。借助材料的表面或界面,這種反演對稱性可以被打破,進而誘導出二階非線性光學響應。然而,傳統的表非線性光學效應轉換效率極低,且體相電四極響應嚴重地干擾表面對稱性破缺誘導的非線性信號分析。在本項研究工作中,課題組人員利用超高品質因子回音壁光學微腔在實驗上獲得了高亮度的二次諧波和二次和頻信號。研究人員發展了一種動態相位匹配方法,利用光學微腔中熱效應和光學克爾效應的相位調制,高效地實現了基波和諧波信號同時與微腔模式共振,實驗上獲得的二次諧波轉換效率相比傳統表面非線性光學增強了14個數量級。研究人員進一步通過對基波偏振和二次諧波模式場分布的測量分析,成功提取得到只有表面對稱性破缺誘導的非線性信號,排除了體相電四極響應的干擾。
北京大學
2021-04-11