使用石墨烯嵌入的金属分裂环谐振器阵列在Reststrahlenband中产生紧凑的太赫兹谐波

作者

亚历山德拉·迪·加斯帕雷,宋超,基娅拉·斯基亚塔雷拉,李连和,穆罕默德·萨利赫,A.贾尔斯·戴维斯,埃德蒙·林菲尔德,张金灿,奥斯曼·巴尔奇,安德里亚·法拉利,苏赫迪普·迪隆 & 米里亚姆·维蒂洛

摘要

谐波的产生是光和物质之间强烈的非线性相互作用的结果。它是光学的关键技术，因为它允许将光信号转换为更高的频率。由于其固有的大和电可调的非线性光响应，石墨烯已被用于产生高谐波，但到目前为止，仅在 2 THz <频率下，以及高功率超快台式激光器或基于加速器的结构。在这里，我们演示了9.63 THz的三次谐波产生，方法是使用3.21 THz频率的量子级联激光器将单层石墨烯耦合到圆形分裂环谐振器阵列。结合高石墨烯非线性度，光泵浦CSRR提供的模式约束增强了泵浦功率密度以及三次谐波的功率密度，从而允许产生谐波。这种方法可以潜在地进入一个频率范围，由于典型的III-V族半导体的Reststrahlenband，紧凑的光源仍然难以获得。