量子顺电体中的非线性太赫兹极化激元学
光学
2025-07-28 v1 其他凝聚态物理
摘要
太赫兹(THz)频率范围在高速数据处理和信号操控方面具有巨大潜力。然而，一个根本性挑战依然存在：对太赫兹电磁场的有效且可调谐控制。一种有前景的方法是极化激元工程，它利用混合光-物质激发在亚波长尺度上操控太赫兹场。在此，我们引入量子顺电材料作为太赫兹声子-极化激元学的一个强大新平台，利用了初始铁电体的显著非线性。这些非线性使得极化激元之间能够实现强的自耦合和交叉耦合，从而促进全光、可重构的太赫兹信号控制。使用一种新颖的空间和时间分辨成像技术，我们直接观察了 SrTiO 中体声子-极化激元的弹道传播，并揭示了在其低温、量子涨落主导相中类孤子的无色散输运。我们的结果确立了量子顺电固体作为下一代太赫兹光子学和超快信息处理的多功能且高度可调谐的介质。
引用
@article{arxiv.2507.19358,
title = {Nonlinear Terahertz Polaritonics in a Quantum Paraelectric},
author = {Chao Shen and Carla Verdi and Serafim Babkin and Maksym Serbyn and Zhanybek Alpichshev},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.19358},
year = {2025}
}