光子时间晶体与参量放大：相似与区别
光学
2024-04-01 v2
摘要
光子时间晶体（PTC）出现在时间调制介质中，当介电常数调制频率约为光频率的两倍时产生，表现为所谓时间反演波的生成与放大，该波沿与入射光相反的方向传播。表面上看，所观测现象与广为人知的使用二阶或三阶光学非线性的光学参量生成（OPG）与放大（OPA）现象相似。我指出，尽管 PTC 与 OPA 确实由相同物理机制支撑，其差异源于边界条件。因此，尽管 PTC 与 OPA 的色散在动量空间中均呈现相同带隙，仅 PTC 情况下可存在该带隙中的传播并伴随指数放大。我还表明 PTC 可利用二阶与三阶非线性实现，且出乎意料地，以超快（数飞秒）速率调制介电常数并非必要，利用响应时间为数皮秒、与光在介质中传播时间相称的材料即可模拟全部 PTC 特征。
引用
@article{arxiv.2305.15243,
title = {Photonic Time Crystals and Parametric Amplification: similarity and distinction},
author = {Jacob B Khurgin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.15243},
year = {2024}
}