扭转诱导的约束与 mesoscopic 电子体系中可调非线性光学增益

我们研究了在存在轴向磁场和阿哈罗诺-波姆通量的条件下，导电电子在螺旋扭转的介导介质中（含螺旋位错）的光学响应。我们表明，纵向运动与几何背景之间的耦合产生有效的平面约束，允许在无需外部径向势的情况下出现束缚态。我们获得了能谱和径向波函数的解析解，并用于评估线性和三阶非线性吸收、折射指数的变化、光子化吸收截面以及振荡强度。扭转、磁场和拓扑缺陷的共同作用增加了能级间距，压缩了径向电子分布，并打破了关于相反角动量通道之间动力学对称性，导致强烈的非对称且分辨率为单一能态的光学谱线。 在强光激发下，非线性贡献可以超过线性吸收，使系统进入负吸收 regime，从而实现几何控制的光学增益。这些结果确立了扭转和缺陷工程作为调谐约束、共振能级和选择性放大在中微观纳米光学平台上（工作于中红外和太赫兹范围）的有效工具。