扭转诱导的介观电子系统中的限制效应与可调非线性光学增益

研究人员在存在轴向磁场和阿哈罗诺夫-玻姆磁通的条件下,研究了具有螺旋扭曲结构的介观介质中传导电子的光学响应特性,该介质包含螺位错和均匀扭转背景。研究表明,纵向运动与几何背景之间的耦合会产生有效的面内约束,无需外部径向势场即可形成束缚态。该研究获得了能谱与径向波函数的精确解析解,并利用这些结果计算了线性和三阶非线性吸收、折射率变化、光电离截面以及振子强度。扭转效应、磁场与拓扑缺陷的共同作用增大了能级间距,压缩了电子径向分布,并打破了相反角动量通道之间的动力学对称性,从而产生了高度不对称且状态可分辨的光学谱。在强光激发下,非线性贡献可超越线性吸收,使系统进入负吸收状态,实现几何可控的光学增益。这些发现确立了扭转与缺陷工程作为有效调控手段,可用于调节中红外至太赫兹波段介观纳米光子平台中的约束效应、共振能量及选择性放大特性。
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提交arXiv: 2026-04-14 12:32

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