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表面χ^(2)从何而来?从体非局域响应系统推导非线性表面磁化率

光学 2026-07-05 v1 介观与纳米尺度物理 数学物理

摘要

我们将姊妹篇[Zolla, arXiv:2605.15716]中发展的分布框架扩展到非线性情形,重点关注负责二次谐波产生(SHG)的二阶(χ^(2))响应。从最一般的张量非局域二阶本构关系出发,结合空间矩展开和分布薄层极限,我们表明非线性界面响应的全部复杂性在领头阶凝聚为两个标量,即分别与电场切向和法向分量相关的非线性表面磁化率χ^(2),s_∥和χ^(2),s_⊥。建立了一个关键的结构性结果:通过对一个场参数进行边际积分,非线性表面问题递归地归结为一个有效的线性问题,其表面磁化率仅由体非线性核决定。我们为平面和球形界面显式推导了广义非线性麦克斯韦边界条件,并系统地获得了曲率修正。该形式主义在Gaussian、Yukawa和张量Lorentz核上得到了说明。

关键词

引用

@article{arxiv.2607.04459,
  title  = {Where Does Surface $χ^{(2)}$ Come From? A Systematic Derivation of Nonlinear Surface Susceptibilities from Bulk Nonlocal Response},
  author = {Zolla Frederic},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2607.04459},
  year   = {2026}
}

备注

27 pages, 3 figures, 3 tables. Companion paper to arXiv:2605.15716