ENZ 材料中的快与慢非线性
光学
2020-07-14 v1
摘要
具有增强光-物质相互作用能力的新型材料在实现非线性光学的宏大目标中起着至关重要的作用。近年来，Epsilon-Near-Zero（ENZ）介质已成为一种有前景的候选者，可增强包括折射率调制和谐波生成在内的若干非线性过程。在此，我们分析 ENZ 介质的光学非线性，以阐明其与其他非线性介质的共同点及其独特性质。我们聚焦于透明导电氧化物（TCOs）作为在近红外（电信）波段具有近零介电常数的 ENZ 介质家族。我们研究了瞬时和延迟非线性。通过确定它们源于能带非抛物线性这一共同起源，我们表明它们的相对强度完全由能量和动量弛豫（或退相干）时间的比值决定。利用该框架，我们将 ENZ 材料与文献中已研究的许多有前景的非线性介质进行比较，并表明虽然 ENZ 材料在快或慢非线性方面均未大幅超越传统材料的强度，但它们在紧凑平台中集成了关键优势，如理想响应时间、本征慢光增强和宽带特性，使其成为未来数十年超快光子学应用的宝贵工具。
引用
@article{arxiv.2007.05613,
title = {Fast and slow nonlinearities in ENZ materials},
author = {Jacob B. Khurgin and Matteo Clerici and Nathaniel Kinsey},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.05613},
year = {2020}
}