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Boosting second harmonic generation by merging bound states in the continuum

二次谐波产生 铌酸锂 Boosting(机器学习) 束缚态 光学 能量转换效率 物理 辐射传输 高次谐波产生 非线性光学 材料科学 光电子学 量子力学 计算机科学 激光器 机器学习
作者
Qiang Liu,Lun Qu,Zhidong Gu,Di Zhang,Wei Wu,Wei Cai,Mengxin Ren,Jingjun Xu
出处
期刊:Physical review [American Physical Society]
卷期号:107 (24) 被引量:22
标识
DOI:10.1103/physrevb.107.245408
摘要

Ultracompact devices for second harmonic generation (SHG) have broad applications in various fields. In this study, we numerically demonstrate efficient SHG from a merged bound state in the continuum (BIC) based on a lithium niobate (LN) freestanding metasurface. Such merged BIC efficiently reduces the radiative loss and strongly enhances the quality factor (Q factor). We achieved 1% conversion efficiency under the ${5}^{\ensuremath{\circ}}$ incident angle with 2 $\mathrm{kW}/{\mathrm{cm}}^{2}$ input intensity, which surpasses the performances of other nanostructures supported by traditional isolated BICs. Our work paves a promising way to enhance the interactions between light and matters at nanoscales, and provide a feasible idea in designing ultracompact SHG light sources.
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