成果 | 孙栋课题组与合作者首次实验证实拓扑增强的超宽带二次谐波产生

背景：二次谐波产生（SHG）是实现频率转换和片上集成光子器件的核心技术，但现有材料在中红外波段存在响应波段窄、转换效率低的问题。拓扑能带工程为增强非线性光学响应提供了新路径，但“拓扑增强”机制长期缺乏清晰的实验证据。研究目的：本研究旨在通过实验证实拓扑增强的超宽带二次谐波产生，并澄清其增强机制。结论：在外尔半导体碲（Te）纳米片中观测到由拓扑能带结构增强的超宽带SHG，基频光波长覆盖1.2–5.0 μm，非线性转换效率比传统材料高出两个数量级以上。实验结合理论计算证实，增强机制源于外尔节点附近巨大的贝里联络，而非贝里曲率偶极子，为拓扑增强SHG提供了直接实验证据。该材料有望推动中红外片上非线性光子器件的发展。