在全介电各向异性超材料粒子中限域光用于纳米尺度非线性光学
光学
2021-02-26 v1 应用物理
摘要
高折射率介电体可将光限域至纳米尺度，从而增强非线性响应。然而，这些介质中增加的动量会劣化不同谐波间的重叠，在无动量匹配的情况下阻碍波长尺度谐振子中的高效非线性相互作用。此处，我们提出一种在 anisotropic 粒子中限域光的替代方法。各向异性介质中额外的自由度使我们能够独立地控制中心附近的倏逝波与远离中心处的径向动量。这可带来强光限域以及不同谐波间优异的场重叠，后者非常理想于非线性波长转换。控制倏逝场还有助于超越各向同性介电天线辐射带宽的限制。这可改善光向这些粒子的耦合，而这对纳米尺度非线性光学至关重要。我们估算了这些粒子中的二次谐波产生效率以及光学参量振荡阈值，以展示即便远离共振中心这些粒子仍具有强非线性响应。我们的方法有望在实验中实现，并可用于诸多应用，如大规模并行传感与计算。
引用
@article{arxiv.2102.13087,
title = {Confining light in all-dielectric anisotropic metamaterial particles for nano-scale nonlinear optics},
author = {Saman Jahani and Joong Hwan Bahng and Arkadev Roy and Nicholas Kotov and Alireza Marandi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2102.13087},
year = {2021}
}