三维钙钛矿超晶格中巨光学折射支持的无约束波长转换

材料中的非线性响应随其折射率$n$以$n^4$增长。通常$n \sim$ 1，使得衍射、色散与色走离限制非线性散射。具有周期性三维极化结构的铁电晶体通过多样的切伦科夫与准相位匹配机制克服了其中一些约束。三维自结构化也可导致巨光学折射。在此，我们在KTN:Li中以巨宽带折射条件进行二次谐波生成实验。增强的响应使得波长转换以体切伦科夫辐射形式发生，无衍射与色走离，即使在强波矢失配与高度聚焦光束下亦然。该过程在近红外光谱中具有超过100 nm的宽光谱接受带、高达$\pm 40^{\circ}$的超宽角度接受带，无偏振选择性，并可调谐以实现体超连续生成。结果为高效且可适配的非线性光学器件铺平道路，并有望实现单光子到单光子的非线性光学。