Материалы для сверхбыстрой терагерцовой фотоники

Аннотация

Для создания устройств сверхбыстрой терагерцовой фотоники необходимы материалы, обладающие высоким значением коэффициента нелинейного показателя преломления n₂ и малым временем инерционности механизма нелинейности τ в терагерцовом спектральном диапазоне. В данной работе на основе теории колебательной нелинейности поляризационного отклика среды на воздействие излучения показано, что соотношение n₂/τ для сред с нелинейностью колебательной природы определяется квадратом коэффициента теплового расширения вещества и пятой степенью частоты его доминирующей валентной колебательной моды. Приведены оценки величины n₂/τ для ряда жидкостей и кристаллических материалов. Показано, что величина этого соотношения в терагерцовом спектральном диапазоне для рассмотренного среди прочих веществ альфа-пинена максимальна среди материалов с различными механизмами нелинейности показателя преломления в других спектральных диапазонах и составляет порядка 10⁶ cm²/J.