Nano Letters | 非线性超表面调制新进展

电可重构非线性超表面提供对非线性现象的动态控制，如二次谐波产生（SHG），解锁信号处理，光开关和传感中的新应用。先前的方法，如等离子体超表面中的电场诱导SHG和量子阱超表面中的stark调谐非线性，分别由于金属的弱SHG响应和量子阱的中红外约束而面临局限性。

为了解决在可见光和近红外范围内有效控制SHG的需求，南开大学Mengxin Ren、Jingjun Xu团队提出了一种利用电光（EO）效应调制SHG的新方法。通过利用铌酸锂（LN）独特的EO和SHG特性，首次将EO效应与SHG结合在一个超表面框架内。LN超表面在±50 V交变电压下实现了11.3%的SHG振幅调制深度。这些结果为可重构光子应用开辟了新的途径。包括可调非线性光源、量子光学和非线性信息处理。研究成果以题为“Electro-optically Modulated Nonlinear Metasurfaces”发表于《Nano Letters》上。

图1：LN超表面电调制SHG的概念。

图2：模拟无外部驱动电压的超表面光学特性。

图3：模拟电场驱动下的传输和SHG特性。

图4：LN超表面的制备。

图5：实验测量从超表面电调制SHG。

文章信息：

Zhengqing He, Lun Qu, Wei Wu, Jikun Liu, Chunyan Jin, Chenxiong Wang, Jingfei You, Weiye Liu, Lu Bai, Zhidong Gu, Wei Cai, Mengxin Ren, and Jingjun Xu. Electro-optically Modulated Nonlinear Metasurfaces. Nano Letters Article ASAP.

https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.4c03369