太赫兹激光器非线性光学材料的设计原则

我们基于速度关联形式体系和谱展开技术，研究了带间和带内二阶非线性光学电导率。我们提出了一种情景，其中二阶带内过程非零而带间过程为零。这种情况发生在布里渊区中具有动量不对称性的能带结构中。极低能量的光子被泡利不相容原理阻挡而无法参与带间过程；然而，在能带因某些杂质散射而展宽的情况下，它们被允许参与带内过程。我们建立了双带模型中速度规范下的带间非线性光学电导率与长度规范下的位移矢量之间的联系。利用准经典动力学方法，我们证明了带内跃迁在单倾斜狄拉克锥模型和六角翘曲模型的高次谐波产生中的重要性。我们确认了在非线性光学电导率中，对于 ($\omega$, $-\omega$) 的极限情况，Kramers-Kronig 关系不再成立。最后，我们计算了 NbN 的超导转变温度、AlN 的介电函数以及 NbN/AlN 结的电阻。约瑟夫森结的自然非线性带来了频率位于太赫兹区域的约瑟夫森等离子体。