通过铌酸锂非局域超表面动态连续控制二次谐波手性
光学
2025-09-17 v1
摘要
非线性手性光源对于手性光学领域的新兴应用至关重要，包括超快自旋动力学和量子态操控。然而，由于二阶非线性极化率复杂的张量特性，利用天然材料和超表面（特别是基于铌酸锂（LN）等非中心对称材料的超表面）实现对非线性光学手性的精确动态控制受到阻碍。在此，我们展示了一种非线性非局域超表面，由位于 x 切割 LN 薄膜上的等离激元纳米天线组成，能够实现对二次谐波（SH）手性的动态连续控制。通过利用由晶格各向异性和 LN 双折射激发的正交传播导模产生的两个光谱失谐共振，我们仅需旋转线偏振泵浦的偏振方向，即可实现 SH 手性从右旋到左旋圆偏振的全范围调谐。以 Stokes 参数 量化，SH 手性在仿真中从 0.991 连续调谐至 -0.993，在实验中从 0.920 连续调谐至 -0.815，同时在整个调谐范围内保持持续增强的 SH 强度。我们的方法为开发紧凑且可调谐的手性光源开辟了新途径，在集成非线性光子学和可适配量子技术中具有潜在应用。
引用
@article{arxiv.2509.12745,
title = {Dynamic and Continuous Control of Second-Harmonic Chirality through Lithium Niobate Nonlocal Metasurface},
author = {Yiwen Liu and Chao Meng and Sergey I. Bozhevolnyi and Fei Ding},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.12745},
year = {2025}
}