1 南开大学物理科学学院&泰达应用物理研究院弱光非线性光子学教育部重点实验室，天津 300457
2 南开大学深圳研究院，广东 深圳 518083
70多年前，黄昆先生提出了著名的“黄昆方程”和“声子极化激元”的理念，开启了极化激元研究的先河。迄今为止，黄昆方程作为以中国本土科学家命名的方程，仍然是描述极化激元最好的理论之一。在后续的几十年里，随着超快光学、纳米光学和太赫兹物理与技术的迅速发展，声子极化激元再次成为了研究的热点前沿，表面声子极化激元的相关研究为电磁波的局域和控制带来了新的维度。近几年，南开大学团队发展了黄昆方程，提出了“受激声子极化激元”的概念，逐步打开了声子极化激元参与并主导的光与物质相互作用研究的大门。基于受激声子极化激元的各种铌酸锂片上集成的太赫兹应用也得益于此，取得了长足的发展。本文对声子极化激元和受激声子极化激元等相关概念加以回顾，介绍受激声子极化激元参与下的光与物质的相互作用体系，并以太赫兹非线性光学和铌酸锂片上集成应用等研究为例，阐述声子极化激元和太赫兹物理领域近年来的发展。
非线性光学 超快光学 声子极化激元 太赫兹 亚波长光学 激光与光电子学进展
2024, 61(1): 0119001
1 南开大学物理科学学院&泰达应用物理研究院弱光非线性光子学教育部重点实验室，天津 300457
2 南开大学深圳研究院，广东 深圳 518083
太赫兹波与离子晶体中光学声子耦合形成的受激声子极化激元，为太赫兹波在晶体材料中的传输调控和非线性增强提供了有效途径，进而为强场太赫兹科学技术的发展开辟了新的可能性。从物理概念、实验方案、调控手段等方面简要回顾了受激声子极化激元相关的研究进展，分析了受激声子极化激元作用下太赫兹波对光与物质相互作用机制的影响，展望了受激声子极化激元在未来强场太赫兹科学技术中的发展潜力与应用前景。
太赫兹 受激声子极化激元 传输调控 非线性效应 中国激光
2023, 50(17): 1714004
Author Affiliations
Abstract
1 Key Laboratory of Weak-Light Nonlinear Photonics, Ministry of Education, TEDA Applied Physics Institute and School of Physics, Nankai University, Tianjin 300457, China
2 Shenzhen Research Institute of Nankai University, Shenzhen 518083, China
Compact terahertz (THz) devices, especially for nonlinear THz components, have received more and more attention due to their potential applications in THz nonlinearity-based sensing, communications, and computing devices. However, effective means to enhance, control, and confine the nonlinear harmonics of THz waves remain a great challenge for micro-scale THz nonlinear devices. In this work, we have established a technique for nonlinear harmonic generation of THz waves based on phonon polariton-enhanced giant THz nonlinearity in a 2D-topologically protected valley photonic microcavity. Effective THz harmonic generation has been observed in both noncentrosymmetric and centrosymmetric nonlinear materials. These results can provide a valuable reference for the generation and control of THz high-harmonics, thus developing new nonlinear devices in the THz regime.
nonlinear optics terahertz waves topological edge states valley Hall effect Chinese Optics Letters
2023, 21(8): 081901
