基于多层非线性薄膜晶体的可重构几何相位匹配
光学
2026-02-23 v1
摘要
相位匹配是实现非线性波混合过程中能量传递的关键。传统方法，如双折射相位匹配和准相位匹配，自发现以来已保持概念不变，每种方法都存在固有的约束和局限。本文展示了一种基于多层非线性薄膜晶体平台的几何相位匹配新范式，用于可调谐的非线性波混合。我们利用这一概念，实验性地展示了基于几何相位匹配的二次谐波发生（SHG）可重构性和自旋控制相位匹配，为光子器件中的非线性相互作用的实时操控开辟了新途径。我们具体演示了双层结构的 SHG 完全调制、来自八层结构的近乎完美和可调谐的几何相位匹配，以及揭示自旋相关相互作用演化的偏振断层成像（polarization tomography）。该方法不仅扩大了非线性光学过程的设计空间，也为下一代基于薄膜晶体的高度稳健、可调谐且高效的频率转换技术，推动光子器件、量子光子器件和非线性光学超材料技术发展。
引用
@article{arxiv.2602.18418,
title = {Reconfigurable Geometric Phase Matching by Multilayered Nonlinear Thin-Film Crystals},
author = {Danielle Ben-Haim and Mai Tal and Xiaoxi Xu and Tal Ellenbogen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.18418},
year = {2026}
}