論文の概要: Emission Dynamics of Rydberg Excitons in $\mathbf{\mathrm{Cu_2O}}$: Distinguishing Second Harmonic Generation from Secondary Emission
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2601.05372v1
- Date: Thu, 08 Jan 2026 20:53:30 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-01-12 17:41:49.767645
- Title: Emission Dynamics of Rydberg Excitons in $\mathbf{\mathrm{Cu_2O}}$: Distinguishing Second Harmonic Generation from Secondary Emission
- Title（参考訳）: $\mathbf{\mathrm{Cu_2O}}$:二次放出による第二高調波発生の抑制
- Authors: Kerwan Morin, Poulab Chakrabarti, Delphine Lagarde, Maxime Mauguet, Sylwia Zielińska - Raczyńska, David Ziemkiewicz, Xavier Marie, Thomas Boulier,
- Abstract要約: ライドバーグ励起子は共鳴2光子励起の下で2つの非常に異なる光学応答をもたらす。
それぞれが$n$、温度、励起力、結晶品質に依存しているかを示す。
この結果は、Rydberg Exitonsからの放射を解釈するための統一的なフレームワークを提供する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Rydberg excitons in $\mathrm{Cu_2O}$ simultaneously give rise to two very different optical responses under resonant two-photon excitation: a coherent second-harmonic signal mediated by the excitonic second order susceptibility tensor $χ^{(2)}$, and a secondary emission originating from the radiative decay of real exciton populations. Distinguishing these two channels is essential for interpreting nonlinear and quantum-optical experiments based on high-$n$ states, yet their temporal, spectral, and power-dependent signatures often overlap. Here we use time-resolved resonant two-photon excitation to cleanly separate SHG and SE and to map how each depends on $n$, temperature, excitation power, and crystal quality. This approach reveals the markedly different sensitivities of the two processes to phonons, defects, and many-body effects, and establishes practical criteria for identifying SE and SHG in a wide range of experimental conditions. Our results provide a unified framework for interpreting emission from Rydberg excitons and offer guidelines for future studies aiming to exploit their nonlinear response and long-range interactions.
- Abstract（参考訳）: ydberg exitons in $\mathrm{Cu_2O}$ は共振2光子励起の下で2つの非常に異なる光応答を同時に生み出す: 励起第二次感受性テンソル $ ^{(2)}$ を媒介とするコヒーレントな第二高調波信号と、実際の励起子集団の放射的崩壊に由来する二次放出である。
これら2つのチャネルの識別は、高$n$状態に基づく非線形および量子光学実験の解釈に不可欠であるが、その時間的、スペクトル的、パワー依存的なシグネチャはしばしば重複する。
ここでは、時間分解共振2光子励起を用いて、SHGとSEをきれいに分離し、それぞれがn$、温度、励起パワー、結晶質に依存するかをマッピングする。
このアプローチは、フォノン、欠陥、多体効果に対する2つのプロセスの顕著な感受性を明らかにし、幅広い実験条件下でSEとSHGを識別するための実践的基準を確立する。
本研究は,Rydbergエキシトンからの放射を解釈するための統一的な枠組みと,その非線形応答と長距離相互作用の活用を目的とした今後の研究のためのガイドラインを提供する。
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