探索非线性光学材料谐波产生中因果性基方法与量子力学基方法求和规则的等价性
光学
2024-10-04 v1
摘要
克拉默斯-克洛伊格关系和各种振子强度求和规则代表了材料物理响应的强约束。在本工作中，借鉴线性光学中 求和规则与 Thomas--Reiche--Kuhn 求和规则等价性的已有成果，我们探讨了因果性基方法与量子力学基方法在非线性光学过程中的联系。具体而言，通过考虑第二谐波产生电导率的求和-状态表达式，我们推导出该电导率虚部的新表示基，并用于从因果性积分求和规则导出一组新的离散求和规则，要求过渡偶极矩必须满足。正如 Thomas--Reiche--Kuhn 求和规则的情况，我们还展示了这些结果可以通过独立的量子力学分析另行推导。最后，我们考虑了所推导求和规则对二能级和三能级系统第二谐波产生电导率的含义，并更广泛地讨论了使用这些结果以确定非线性光学材料响应基本限制的可能性与挑战。
引用
@article{arxiv.2410.02002,
title = {Exploring the equivalence of causality-based and quantum mechanics-based sum rules for harmonic generation in nonlinear optical materials},
author = {Theodoros T. Koutserimpas and Hao Li and Owen D. Miller and Francesco Monticone},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.02002},
year = {2024}
}