[초록빛논문] 어울림 생성을 위한 비선형 위상의 연속적 제어

1. 논문 정보

제목: 어울림 생성을 위한 비선형 위상의 연속적 제어

학술지: 자연 재료

발행년월: 2015년 4월

글쓴이: 궤이신 리, 슈메이 첸, 니티팟 폴차이, 베른하르트 라이네케, 폴리스 윙 한 웡, 에드윈 위에 분 푼, 콕 와이 치, 토마스 젠트그라프, 슈앙 장

이어가기:http://dx.doi.org/10.1038/nmat4267

인용정보: Li, G., Chen, S., Pholchai, N., Reineke, B., Wong, P. W. H., Pun, E. Y. B., ... & Zhang, S. (2015). Continuous control of the nonlinearity phase for harmonic generations. Nature materials.

2. 초록

[번역문]

비선형광학에 있어 매질의 비선형 광특성을 국소적으로 공학적으로 제어하는 역량은 결정적 기술이다. 비록 국소적으로 제어된 비선형성을 얻기 위해서 가장 널리 사용되는 극생성이라는 기술이 있지만, 이 기술로는 불연속적인 π 만큼의 위상변화에 해당하는 2항 비선형 상태만을 이끌어낼 수 있다. 본 연구단은, 스핀-회전 결합의 개념에서 영감을 얻어, 선형 광특성은 균질하지만, 그 유효 비선형 편극률이 공간적으로 변화하며 연속적으로 제어가능한 위상을 가지는 비선형 메타표면을 실험적으로 시연하였다. 이러한 국소적 비선형성에 대한 연속적 위상 제어는, C3과 C4 회전 대칭성을 갖는 나노안테나로 구성된 비선형 메타표면을 이용함으로써 2차와 3차 어울림 생성에 대해 각각 시연되었다. 유효 비선형 편극률에 대한 연속적 위상의 공학적 제어는 어울림 생성 신호의 도파를 완벽하게 제어할 수 있게 해준다. 그러므로, 이 방법은 어울림파의 생성과 조작을 매끄럽게 연결해줌으로써 매우 촘촘한 비선형 나노광자학적 소자에 새 길을 열고 있다.

[원문]

The capability of locally engineering the nonlinear optical properties of media is crucial in nonlinear optics. Although poling is the most widely employed technique for achieving locally controlled nonlinearity, it leads only to a binary nonlinear state, which is equivalent to a discrete phase change of π in the nonlinear polarizability. Here, inspired by the concept of spin-rotation coupling, we experimentally demonstrate nonlinear metasurfaces with homogeneous linear optical properties but spatially varying effective nonlinear polarizability with continuously controllable phase. The continuous phase control over the local nonlinearity is demonstrated for second and third harmonic generation by using nonlinear metasurfaces consisting of nanoantennas of C3 and C4 rotational symmetries, respectively. The continuous phase engineering of the effective nonlinear polarizability enables complete control over the propagation of harmonic generation signals. Therefore, this method seamlessly combines the generation and manipulation of harmonic waves, paving the way for highly compact nonlinear nanophotonic devices.

3. 용어 대응

harmonic: 어울림, 조화

poling: 極生成 극생성

binary: 2항의

homogeneous: 균질한

polarizability: 편극률

compact: 촘촘한

4. 그림

끝

2015년 4월 22일

과꾸로

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초록빛논문 소개:

모든 중요 논문이 영어로 나오는 시대에, 한국어를 모국어로 하는 연구자들이 최근 연구를 쉽게 접할 수 있도록, 논문의 초록을 한국어로 번역하여 소개한다. 한국어 용어는 한국물리학회의 물리학 용어집을 기본적으로 따른다. 초록이 없는 논문의 경우 초록 대신 논문 본문의 첫 문단을 번역하여 소개한다. 분야는 나노광학, 표면 플라즈몬, 메타물질 등을 다룬다.

번역자

카이스트 물리학 박사

현재 CSIRO 호주 연방과학산업연구원 박사후 연구원

이어가기: http://www.yhwang.info

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