Vectorial nonlinear optics: Type-II second-harmonic generation driven by spin-orbit-coupled fields
Vectorial nonlinear optics: Type-II second-harmonic generation driven by spin-orbit-coupled fields
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矢量非线性光学：自旋轨道耦合场驱动的 II 型二次谐波产生
DOI：
10.1103/physreva.100.053840
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发表时间：
2019-08
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Zhu Zhihan
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Wu Haijun;Yang Haoran;Carmelo Rosales-Guzmán;Gao Wei;Shi Baosen;Zhu Zhihan
矢量非线性光学是指研究其非线性偏振(NP)经历自旋-轨道耦合(SOC)相互作用的光学过程，其中驱动NP的光场或由包含自旋轨道耦合(SOC)性质的相互作用产生的新场。在这里，为了对这一领域的基础知识有所贡献，我们对矢量激光模式诱导的第二类二次谐波的产生进行了全面而深入的研究。首先，我们提供了分析矢量倍频过程的一般理论。其次，以两个典型的矢量光为例，演示了泵浦光场的SOC是如何决定非线性相互作用的。最后，我们通过实验验证了我们的理论预测，证实了SOC在非线性相互作用中所起的关键作用。这些结果加深了我们对SOC介导的非线性光学的基本理解，并为进一步的相关理论研究及其可能的应用奠定了基础。
Vectorial nonlinear optics refers to the investigation of optical processes whose nonlinear polarization (NP) experiences spin-orbit coupling (SOC) interactions, where, in general, the light field driving the NP or the new field generated by the interaction containing a SOC property. Here, to contribute to the fundamental knowledge on this domain, we present a comprehensive and thorough study on the type-II second-harmonic generation induced by vectorial laser modes. First, we provide a general theory to analyze the vectorial SHG process. second, taking two typical vector light as examples, we demonstrate how the SOC of the pump field dictates the nonlinear interaction. Finally, we corroborate our theoretical predictions experimentally, confirming the crucial role that SOC plays in the nonlinear interactions. These results deepen our fundamental understanding of SOC-mediated nonlinear optics and lay the foundation for further related theoretical studies, as well as their possible applications.
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