准BIC效应与反射模式耦合技术使二次谐波产生(SHG)超越Q因子限制

《Small》:Quasi-BIC and Reflective Mode Coupling Drives SHG Beyond the Q Factor Limit

【字体: 时间:2026年05月07日 来源:Small 12.1

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   摘要 二次谐波生成(SHG)是一种广泛用于频率转换和量子信息处理的非线性光学过程。然而,现有的基于连续体中准束缚态(quasi-BIC)共振来增强金属表面SHG的方法往往受到材料二阶非线性易感性的限制

  

摘要

二次谐波生成(SHG)是一种广泛用于频率转换和量子信息处理的非线性光学过程。然而,现有的基于连续体中准束缚态(quasi-BIC)共振来增强金属表面SHG的方法往往受到材料二阶非线性易感性的限制,以及实现高质量(Q)因子的实际挑战。本文提出了一种替代策略,通过增加准BIC共振处的吸收率(A)来增强SHG。利用时间耦合模式理论(TCMT),推导出了一个将SHG强度与共振Q因子和吸收率相关联的解析表达式,表明即使Q值有限,只要适当优化吸收率,也能实现强烈的SHG效应。为了验证这一概念,设计并制备了二硫化钼(3R-MoS?)金属表面,通过将反射共振与透射的准BIC模式在光谱上对齐,从而增强了目标波长处的吸收率。该金属表面在9 GW cm?2的功率下表现出约3 × 10??的SHG转换效率,比未经图案化的薄片提高了40多倍。尽管损伤阈值有所降低,但实验结果与理论模型吻合良好,并为通过调节吸收率来设计用于SHG的金属表面建立了一个通用框架。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

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