論文の概要: Amplifying solid-state high harmonic generations with momentum k-gaps in band structure engineering

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2503.21549v1
• Date: Thu, 27 Mar 2025 14:37:42 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-28 12:50:56.312274
• Title: Amplifying solid-state high harmonic generations with momentum k-gaps in band structure engineering
• Title（参考訳）: バンド構造工学における運動量kギャップを持つ固体高調波の増幅
• Authors: Yiming Pan, Danni Chen, Xiaoxi Xu, Zhaopin Chen, Huaiqiang Wang,
• Abstract要約: 運動量k-ギャップを用いたバンドギャップ工学を利用して, 固体中の高調波発生(HHG)を増幅する機構を提案する。 平衡, 交互ゲイン, 損失プロファイルを特徴とする単純な二原子格子を構成することにより, 固体HHGのバンド内チャネルにおけるkギャップ増幅ブロッホ振動の物理を探索する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.14979628135485237
• License:
• Abstract: We propose a novel amplification mechanism for high harmonic generation (HHG) in solids by leveraging bandgap engineering with momentum k-gaps. By constructing a simple diatomic lattice featuring balanced, alternating gain and loss profiles, facilitated by an array of four-level systems, we explore the physics of k-gap-amplified Bloch oscillations in the intraband channel of solid-state HHG. Through numerical simulations, we elucidate the coexistence of amplification and harmonic radiation processes in a solid. Our finding reveals that advanced bandgap engineering can define k-space optical devices - such as Brillouin cavity, Bloch-Zener oscillator and k-gap amplifier - thereby enabling the coherent manipulation of semiconductor radiation and high harmonic generation in both semiconductor superlattices and artificial materials. Furthermore, we analyze the spectrogram and material realizations required for amplifying solid-state HHG. These results underscore the potential of k-gap band structure engineering to advance coherent light sources at extremely short wavelengths.
• Abstract（参考訳）: 運動量k-ギャップを用いたバンドギャップ工学を利用して, 固体中の高調波発生(HHG)を増幅する機構を提案する。 そこで, 固体HHGのバンド内チャネルにおけるkギャップ増幅ブロッホ振動の物理について検討した。 数値シミュレーションにより,固体中における増幅と高調波の共存を解明する。 我々の発見は、先進的なバンドギャップ工学が、ブリュアンキャビティ、ブロッホ・ツェナー発振器、kギャップ増幅器などのk空間光学デバイスを定義できることを示している。 さらに,固体HHGの増幅に必要な分光図と物質化を解析した。 これらの結果は、非常に短い波長でコヒーレント光源を前進させるkギャップバンド構造工学の可能性を示している。

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