铌酸锂波导中超表面辅助的无相位匹配二次谐波产生
光学
2017-12-20 v1
摘要
相位匹配条件是非线性波长转换过程中的一个关键方面，它要求参与该过程的光子动量守恒。传统上，非线性相位匹配是通过双折射或周期性极化的非线性晶体来实现的，这需要仔细的色散工程，且通常是窄带的。近年来，由密集排列的光学天线阵列组成的超表面已被证明能够提供有效的光学动量，以任意方式弯曲光。在这里，我们证明了由相控阵天线组成的梯度超表面结构能够规避片上非线性波长转换中的相位匹配要求。我们在带有梯度超表面图案的薄膜铌酸锂波导中，实验演示了在多个相干长度上的无相位匹配二次谐波产生。在基于超表面的器件中，在宽范围的泵浦波长（1580-1650 nm）内观察到了高效的二次谐波产生（1660% W-1cm-2）。
引用
@article{arxiv.1708.02889,
title = {Metasurface-assisted phase-matching-free second harmonic generation in lithium niobate waveguides},
author = {Cheng Wang and Zhaoyi Li and Myoung-Hwan Kim and Xiao Xiong and Xi-Feng Ren and Guang-Can Guo and Nanfang Yu and Marko Loncar},
journal= {arXiv preprint arXiv:1708.02889},
year = {2017}
}