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摘要

本文采用数值求解多能带半导体布洛赫方程组的方法开展强激光与双层MoS ₂材料相互作用产生高次谐波的理论研究. 模拟发现, T型堆栈双层MoS ₂产生的高次谐波在高能区域的转换效率比AA型堆栈双层MoS ₂高一个数量级. 理论分析表明, 由于原子级错位堆栈下晶体对称性被打破, 使原有的部分带间禁戒跃迁路径被打开, 带间跃迁激发通道增加, 大大增大了载流子跃迁概率, 从而增强了高次谐波转换效率. 此外, 对谐波产率的波长定标研究表明, 在较长波长的激光驱动下 (> 2000 nm), T型堆栈下所增强的高次谐波具有更高的波长依赖. 该工作为如何优化增强固体高次谐波的转换效率提供一种新思路.

关键词:

Abstract

In this paper, the high-order harmonic generation by the interaction between strong laser and bilayer MoS ₂material is studied by numerically solving the multi-band semiconductor Bloch equations. It is found that the conversion efficiency of high-order harmonics generated by T-stacking bilayer MoS ₂is one order of magnitude higher than that of AA-stacking bilayer MoS ₂. The theoretical analysis shows that due to the breaking of crystal symmetry under the atomic level dislocation, part of the interband forbidden transition paths are opened, and the excitation channels of interband transition are increased, which greatly increases the carrier transition probability and enhances the high-order harmonic conversion efficiency. In addition, the study of wavelength scaling of harmonic yield shows that the enhanced high-order harmonics in T-stacking bilayer are better wavelength-dependent under the action of a long wavelength laser (> 2000 nm). This work provides a new idea of how to optimize and enhance the conversion efficiency of solid-state high-order harmonics.

Keywords:

作者及机构信息

通信作者:余超,chaoyu@njust.edu.cn; 陆瑞锋,rflu@njust.edu.cn

基金项目:国家自然科学基金(批准号: 11704187, 11974185, 11834004)、中央高校基本科研业务费专项资金(批准号: 30920021153)和中国博士后科学基金(批准号: 2019M661841)资助的课题

Authors and contacts

Corresponding author:Yu Chao,chaoyu@njust.edu.cn; Lu Rui-Feng,rflu@njust.edu.cn

Funds:Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 11704187, 11974185, 11834004), the Fundamental Research Funds for the Central Universities (Grant No. 30920021153), and the Project Funded by China Postdoctoral Science Foundation (Grant No. 2019M661841)

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