Материалы для сверхбыстрой терагерцовой фотоники

Для создания устройств сверхбыстрой терагерцовой фотоники необходимы материалы, обладающие высоким значением коэффициента нелинейного показателя преломления $n_2$ и малым временем инерционности механизма нелинейности $\tau$ в терагерцовом спектральном диапазоне. В настоящей работе на основе теории колебательной нелинейности поляризационного отклика среды на воздействие излучения показано, что соотношение $n_2/\tau$ для сред с нелинейностью колебательной природы определяется квадратом коэффициента теплового расширения вещества и пятой степенью частоты его доминирующей валентной колебательной моды. Приведены оценки величины $n_2/\tau$ 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 10$^6$ cm$^2$/J.