非线性 3R-MoS₂ 片状晶体的超快全光开关
光学
2025-10-16 v1 介观与纳米尺度物理
摘要
二阶非线性光学过程是光子学、光谱学和信息技术中至关重要的领域，材料平台在推动这些应用方面发挥着关键作用。本文展示了片状晶体 3R-MoS₂ 的卓越非线性光学特性，这是一种呈现高二阶光学响应 () 和卓越二次谐波产生 (SHG) 能力的六方晶系。通过在支持准束态continuum (qBIC) 的 3R-MoS₂ 片状晶体中设计高品质因子共振态，我们首次实现了 SHG 效率提升超过 10。此外，通过使用退核泵探光谱学，我们利用 C 系统的对称性实现了超快 SHG 极化开关，调制深度接近 100%。操作速度仅受激发脉冲持续时间的限制，可通过非线性自相关函数进行表征。这些发现将 3R-MoS₂ 确立为纳米尺度非线性光学的变革性平台，为高级脉冲测量设备、集成光子学和量子技术提供了大规模转换效率和超快响应时间。
引用
@article{arxiv.2503.19590,
title = {Ultrafast all-optical switching in nonlinear 3R-MoS$_2$ van der Waals metasurfaces},
author = {Levin Seidt and Thomas Weber and Albert A. Seredin and Thomas Possmayer and Roman Savelev and Mihail A. Petrov and Stefan A. Maier and Andreas Tittl and Leonardo de S. Menezes and Luca Sortino},
journal= {arXiv preprint arXiv:2503.19590},
year = {2025}
}
备注
4 figures main text, 18 pages