論文の概要: Tunable Nonlinearity and Efficient Harmonic Generation from a Strongly
Coupled Light-Matter System
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2203.00691v1
- Date: Tue, 1 Mar 2022 19:00:00 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-23 10:04:26.644983
- Title: Tunable Nonlinearity and Efficient Harmonic Generation from a Strongly
Coupled Light-Matter System
- Title（参考訳）: 強結合光マター系からの可変非線形性と高調波発生
- Authors: Davis M. Welakuh and Prineha Narang
- Abstract要約: 強光物質結合下での共振SHGとTHGの増強効果について実験的に検討した。
非線形変換効率の向上は、関連する非線形光感受性の修正に起源を持つことがわかった。
本研究は, 強結合光マター系における量子非線形光学現象の予測と理解の方法である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Strong light-matter coupling within electromagnetic environments provides a
promising path to modify and control chemical and physical processes. The
origin of the enhancement of nonlinear optical processes such as
second-harmonic and third-harmonic generation (SHG and THG) due to strong
light-matter coupling is attributed to distinct physical effects which
questions the relevance of strong coupling in these processes. In this work, we
leverage a first-principles approach to investigate the origins of the
experimentally observed enhancement of resonant SHG and THG under strong
light-matter coupling. We find that the enhancement of the nonlinear conversion
efficiency has its origins in a modification of the associated nonlinear
optical susceptibilities as polaritonic resonances emerge in the nonlinear
spectrum. Further, we find that the nonlinear conversion efficiency can be
tuned by increasing the light-matter coupling strength. Finally, we provide a
general framework to compute the harmonic generation spectra from the
displacement field as opposed to the standard approach which computes the
harmonic spectrum from the matter-only induced polarization. Our results
address a key debate in the field, and pave the way for predicting and
understanding quantum nonlinear optical phenomena in strongly coupled
light-matter systems.
- Abstract（参考訳）: 電磁環境における強い光と物質の結合は、化学および物理過程の修正と制御に有望な経路を提供する。
第2高調波および第3高調波発生(SHG,THG)による非線形光学過程の強化の起源は、これらの過程における強い結合の関連性に疑問を呈する異なる物理的効果に起因する。
本研究では, 実験により観測されたSHGとTHGの強い光物質結合下での高強度化の起源を調べるために, 第一原理法を用いる。
非線形変換効率の向上は、非線形スペクトルに偏光共鳴が出現するにつれて、関連する非線形光感受性の修正に起源を持つ。
さらに,光物質結合強度を増大させることにより非線形変換効率を調整できることが判明した。
最後に,物質のみ誘導偏波からの高調波スペクトルを計算する標準手法とは対照的に,変位場からの高調波発生スペクトルを計算する一般的な枠組みを提案する。
本研究は, 量子非線形光学現象を強く結合した光物質系において予測し, 理解する方法について考察した。
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