关于杂化极化子系统的玻色子化及非线性效应的路径积分方法

大型极化子光学非线性效应是实现基于光子通信（最终在量子制度下）的关键机制。因此，来自各种承托极子并允许其与光强耦合的材料的增强非线性响应是理论与实验领域中高度关注的议题。然而，关于由于体系非线性引起的散射速率的报告存在矛盾，包括极子-极子库仑相互作用以及泡利阻塞效应（导致极子振荡强度饱和）。本文发展了一种形式，使我们能够追踪在光子与极子强耦合极限下出现的极子非线性效应，包括有限温度、极子激发态的混合，以及饱和自洽地包含暗极子贡献。本文所采用的平衡路径积分方法以解决极子复合性质，形成了透明的层次结构，以解释各种非线性贡献。与此同时，通过取零温度且称为“刚性”极子的最简单极限，我们的框架恢复了在常规方法中推导的极子相互作用常数表达式。特别是，我们的理论清晰地表明，这些相互作用常数不能作为可在宽广范围内调节的拟合参数，因为它们严格由材料属性决定；而导致最近报告的大型光学非线性效应的解释则需要另行寻求。