由浦项科技大学主办 学分:浦项科技大学 自从1960年世界上第一台激光器——红宝石激光器——发明以来，人类控制光的愿望已经扩展到各个行业，包括电信、医学、全球定位系统、光学传感器和光学计算机
最近，一个POSTECH研究小组通过识别在由二维材料组成的异质双层中出现的非线性光学现象，向其控制光的目标又迈进了一步
非线性光学现象是指当光输入强度加倍时，强度没有加倍的光的出现，其中所得输出具有与原始输入不同的频率
如果你把电子和原子核想象成弹簧连接的振荡器，这种现象很容易理解
当弹簧以恒定的周期运动时，光是由电子和原子核的振荡产生的
如果弹簧拉力很小，则只形成与施加的外力频率相同的光，但当施加很大的力时，就会产生多个频率的光
其中，两倍输入频率的光被称为“二次谐波产生”(SHG)光
二次谐波现象可以发生在非点对称的物质中，并且最近发现在诸如二硫化钼(MoS2)和二硫化钨(WS2)的二维半导体晶体中效率很高
由麻省理工学院的孙敏·刘教授和金云泰教授领导的研究小组
波斯特奇化学系的一个综合项目指出，异质双层材料(二硫化钼/二硫化钨)产生的二次谐波不能用现有的模型来解释，并证实它是由不同相位的SHG干涉引起的
研究小组通过显示椭圆偏振SHG光的异质层偏振光谱学的结果预测了SHG的相位差
通过二次谐波干涉仪直接测量的相位差与偏振光谱的结果在数量上一致，证明了他们的假设
此外，密度泛函计算能够支持这些结果
到目前为止，SHG对二维材料的研究大多局限于它们的强度，但这是第一次测量SHG相位，结果表明两种材料在SHG相位上存在差异
这项研究显示了控制SHG相位的可能性
“传统的研究倾向于使用SHG强度来识别二维晶体样品的方向，并通过外部刺激来控制它，”领导这项研究的孙敏·刘教授说
他补充说，“这项研究不仅拓宽了我们对二维材料非线性光学现象的理解，也为非线性光谱控制方法开辟了新的可能性
他总结道:“通过使用二维材料产生新的光子，光子的频率是振动频率的两倍，相位可控，研究结果有望极大地有助于控制非线性光学现象。”
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