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$\mathbf{\mathrm{Cu_2O}}$ 中 Rydberg 激子的发射动力学:区分二次谐波产生与二次发射

量子气体 2026-01-12 v1 量子物理

摘要

在共振双光子激发下,Cu2O\mathrm{Cu_2O} 中的 Rydberg 激子同时产生两种截然不同的光学响应:由激子二阶极化率张量 χ(2)\chi^{(2)} 介导的相干二次谐波信号,以及源于真实激子粒子数辐射衰变的二次发射。区分这两个通道对于解释基于高 nn 态的非线性和量子光学实验至关重要,然而它们的时间、光谱和功率依赖特征往往相互重叠。在此,我们利用时间分辨共振双光子激发来彻底分离二次谐波产生(SHG)和二次发射(SE),并探究各自对 nn、温度、激发功率和晶体质量的依赖关系。该方法揭示了这两个过程对声子、缺陷和许多体效应的敏感性存在显著差异,并确立了在广泛实验条件下识别 SE 和 SHG 的实用判据。我们的结果为解释 Rydberg 激子的发射提供了统一框架,并为未来旨在利用其非线性响应和长程相互作用的研究提供了指导。

关键词

引用

@article{arxiv.2601.05372,
  title  = {Emission Dynamics of Rydberg Excitons in $\mathbf{\mathrm{Cu_2O}}$: Distinguishing Second Harmonic Generation from Secondary Emission},
  author = {Kerwan Morin and Poulab Chakrabarti and Delphine Lagarde and Maxime Mauguet and Sylwia Zielińska - Raczyńska and David Ziemkiewicz and Xavier Marie and Thomas Boulier},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2601.05372},
  year   = {2026}
}