Усиление генерации второй гармоники на основе эффекта мультипольной связи в 3R-MoS2 метаповерхности
А. В. Шестериков+*, М. Ю. Губин+*, А. В. Арсенин×, В. С. Волков×, А. В. Прохоров+*
+Центр фотоники и двумерных материалов, Московский физико-технический институт (МФТИ),
141701 Долгопрудный, Россия
*Кафедра физики и прикладной математики,
Владимирский государственный университет им. А. Г. и Н. Г. Столетовых (ВлГУ), 600000 Владимир, Россия
×Emerging Technologies Research Center, XPANCEO, 00000 Dubai, UAE
Abstract
Появление новых оптических материалов с сильной нелинейностью,
к которым относятся недавно синтезированные 3R политипы слоистых ван-дер-Ваальсовых
(ВдВ) материалов с нарушенной центральной симметрией
расположения монослоев, задает новый тренд развития нелинейной и
квантовой нанофотоники. В этой работе рассмотрена модель генерации второй
гармоники в наноструктурах на основе 3R политипа дисульфида молибдена с
накачкой в телекоммуникационном диапазоне длин волн. Для дополнительного
повышения эффективности генерации и увеличения яркости второй гармоники
использован новый механизм мультипольной связи в диэлектрической
метаповерхности, позволяющий возбуждать высокодобротные квазизапертые
моды без нарушения структурной симметрии системы. Локализация и усиление
ближнего поля в плоскости оптимизированной 3R-MoS2 метаповерхности
позволили получить пик второй гармоники при накачке на длине волны 1.55 мкм
шириной на полувысоте 0.98 нм, интенсивность которого значительно
превысила интенсивность второй гармоники из той же метаповерхности, но на
смещенной от резонансных условий длине волны.