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线性各向无性膜表面上的非线性手性响应

光学 2025-08-19 v1

摘要

手性光子学旨在控制和工程化光的手性,以服务于光通信、生物与化学传感以及量子技术等众多应用。虽然传统方法侧重于工程化强大的线性手性光学响应,但非线性手性现象仍鲜有探索。本文实验性地展示了在实际各向无性硅膜表面上观察到的显著非线性手性响应。通过采用具有 C4C_4 轴对称性且刻意打破平面对称性的膜表面,我们揭示了在三谐波产生中可观察到强烈的非线性圆二色性。未受扰动的膜表面表现出强烈的横向极化三谐波信号,其非线性圆二色性值为 0.83-0.83。而打破平面对称性后,可实现共极化信道,并使非线性圆二色性符号反转,可达到 0.410.41。我们的发现表明,这是一种用于工程化膜表面非线性手性响应的新方法,补充了传统方法,为开发先进的手性复合器件铺平了道路。

关键词

引用

@article{arxiv.2508.12719,
  title  = {Nonlinear chiral response from linearly achiral membrane metasurfaces},
  author = {Pavel Tonkaev and Yeqi Zhuang and Donghwee Kim and Ivan Toftul and Takeshi Yamaguchi and Kingfai Li and Jiaming Huang and Heng Wang and Takuo Tanaka and Hong-Gyu Park and Guixin Li and Yuri Kivshar},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2508.12719},
  year   = {2025}
}

备注

10 pages, 8 figures