非线性圆二色性揭示局部Berry曲率
介观与纳米尺度物理
2026-04-16 v1 光学
摘要
光-物质相互作用受能量和动量守恒定律的约束。对于晶体中谐波生成，能量守恒要求能量为 的 个入射光子组合形成能量为 的一个光子。线性动量守恒决定相位匹配，而角动量守恒将光子携带的角动量与晶格的离散旋转对称性相联系。因此，圆形谐波生成会对晶格产生扭矩，反之，晶体的宏观旋转会引起非线性旋转多普勒位移。这些非线性光学的基石定律依赖于宏观对称性论证，因而对角动量传递的微观本源提供了很少的洞见。本文通过证明光到晶格传递的角动量与一个光学共振处的局部Berry曲率成正比，揭示了角动量守恒与电子量子几何之间的直接联系。这种关系编码在非线性谐波圆二色性中，我们在原子薄片半导体中对其进行了实验测量。通过这一工作，我们扩展了对非线性光学的理解，建立了一种控制和读取局部Berry曲率的全光方法。
引用
@article{arxiv.2604.13729,
title = {Nonlinear Circular Dichroism Reveals the Local Berry Curvature},
author = {Nele Tornow and Paul Herrmann and Clemens Schneider and Ferdinand Evers and Jan Wilhelm and Giancarlo Soavi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.13729},
year = {2026}
}