基于半导体介质表面的光激发 terahertz 非线性效应的巨幅调制
光学
2025-12-01 v1
摘要
主动控制光学非线性是推动下一代电子和光子学的关键，包括高速无线通信、光信息处理和非线性信号操控。然而，在 terahertz(THz)频率实现可调非线性面临着显著挑战，due to the lack of materials that combine high nonlinear responses with strong sensitivity to external stimuli in this spectral regime。我们展示了通过光调控半导体基的介质表面的 terahertz 非线性实现巨幅调制。通过介质表面的共振行为，光激发的电子响应于驱动 THz 场而进入导带中不同谷中，其转换速率由光强度控制。由于 THz 非线性随不同谷中电子动力学而显著变化，可在单个介质表面内通过弱光泵浦有效增强和调制各种非线性效应，如非线性透射和产生。我们以仅几皮焦耳的光能实现 THz 三次谐波产生的开关，其调制深度超过20000%，并实现其非perturbation 行为的有效调控。我们的方法为符合半导体产业标准的主动 THz 器件开辟了新局面，为超快 THz 信号处理、全光计算和非线性光学元件指明了前景。
关键词
引用
@article{arxiv.2511.22205,
title = {Photoinduced giant modulation of terahertz nonlinearity from metasurfaces},
author = {Chen Wang and Yong Tan and Yongzheng Wen and Shiqiang Zhao and Kaixin Yu and Renfei Zhang and Jingbo Sun and Ji Zhou},
journal= {arXiv preprint arXiv:2511.22205},
year = {2025}
}