具备可调谐共振结构的石墠-金属太赫兹超表面及其非线性响应增强研究
光学
2025-09-12 v1
摘要
石墠具有卓越的非线性光学特性，结合共振光子结构，为太赫兹频率下的高效非线性应用提供了可行路径。本文提出并展示了一种制作便捷的混合型非线性超表面构型，集成金属凳片与均匀石墠，规避了复杂石墠图案化的需求。该结构支持强烈的局部共振态，可增强非线性相互作用。通过在基频与三次谐波频率上实现共振增强，我们通过仿真预测在连续波激发下，当激光强度为0.1 MW/cm²时，三次谐波产生效率可达-15 dB（3.2%）。该超表面采用电子束光刻制造，并采用太赫兹时域光谱进行实验表征。在脉冲激发下，我们实验观察到非线性频率位移可达0.5~THz（12.5%的分数变化），由自相位调制驱动，与仿真结果一致。这些发现凸显了调制化石墠基超表面在高效非线性太赫兹光子器件方面的潜力。
引用
@article{arxiv.2509.08918,
title = {Graphene-Gold THz Metasurfaces with Tailored Resonant Structure for Enhanced Nonlinear Response},
author = {Anna Theodosi and Isaac Appiah Otoo and Anastasios D. Koulouklidis and Nikolaos Matthaiakakis and George Kakarantzas and Petri Mustonen and Harri Lipsanen and Georgy Fedorov and Ioannis Liontos and Stelios Tzortzakis and Polina Kuzhir and Maria Kafesaki and Odysseas Tsilipakos},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.08918},
year = {2025}
}