时变超表面中光子加速的非线性表现：可调谐宽带谐波产生

时变非线性介质，例如通过气体激光电离产生的快速生成等离子体，可以增加单个激光光子的能量并产生可调谐的高阶谐波脉冲。这种被称为光子加速的现象，传统上需要极强激光脉冲和宏观传播长度。在此，我们报道一种新型非线性材料——超薄半导体超表面——在低强度下展现出高效的光子加速。我们观察到光子加速的一个标志性非线性表现：近红外光子的三次谐波产生，其可调谐频率可达 $\approx3.1\omega$。一个简单的时变耦合模理论被用于预测一条通向非线性辐射源的新路径，该路径结合了共振上转换与宽带操作，并与实验结果吻合良好。