基于准近零介质时门的动态散射介质中高保真空间信息传输
光学
2025-03-28 v1
摘要
透明导电氧化物（TCO）如铟锡氧化物（ITO）在其介质常数接近零的波长范围内表现出强烈的光学非线性响应。我们利用这一非线性光学响应，在亚微米厚度的ITO薄膜中实现一种基于升频（或求和）四波混频（FWM）的亚皮秒级时门。该时门通过保留脉冲的球面光子（即未被散射的光子）来消除静态和动态散射对信号脉冲的影响，从而保留并以高保真度传输通过散射介质编码在信号脉冲强度或相位上的空间信息。此外，在时变散射存在时，本文构建的时门可将导致的斑点噪声降低两个数量级。与传统 Bulk 非线性材料相比，亚波长厚度的准近零（ENZ）薄膜中的求和-FWM可在不牺牲空间分辨率的情况下产生无散射的可见光波长升频信号，这通常受相位匹配条件的限制。我们的示范实验在潜在应用（如体内诊断成像和自由空间光通信）方面具有深远意义。
引用
@article{arxiv.2503.21113,
title = {High-fidelity spatial information transfer through dynamic scattering media by an epsilon-near-zero time-gate},
author = {Yang Xu and Saumya Choudhary and Long D. Nguyen and Matthew Klein and Shivashankar Vangala and J. Keith Miller and Eric G. Johnson and Joshua R. Hendrickson and M. Zahirul Alam and Robert W. Boyd},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.21113},
year = {2025}
}