亚波长铌酸锂薄膜导模共振结构设计及二次谐波转化效率优化

来源：华东师范大学学报·哲学社会科学版杂志2023年第4期北京时间：

作者：曹春雨, 瞿敏妮, 谢微

摘要：基于亚波长铌酸锂薄膜刻蚀导模共振超表面结构, 理论模拟了超表面结构的光学响应特性, 探讨了刻蚀微纳结构的周期、填充因子和刻蚀深度等参量对透射光谱的影响, 同时研究了不同偏振态和入射角度的光源对光谱线宽的作用; 利用非对称的光栅结构设计, 使连续谱中的束缚态 (bound states in the continuum, BIC) 衰退为高Q值 (>10000) 的准BIC模式; 利用束缚态的局域场增强效应, 将亚波长铌酸锂薄膜的二次谐波转化效率提升了5个数量级. 模拟结果表明, 当入射基频波的峰值功率密度在约1 GW/cm2量级时, 可实现紫外波段二次谐波高效转化, 即单次穿过亚波长铌酸锂薄膜后, 出射的紫外波段二次谐波转化效率高达10–3量级. 这为提升微纳结构、光学表界面体系的非线性响应特性提供了思路和设计方案.

关键词：铌酸锂薄膜,光学超表面,导模共振,二次谐波,

基金资助：国家自然科学基金 (62105199, 12174112)