在前面三期中，我們連續展現了華中科技大學韓俊波教授課題組在SHG上的出色工作，從本期開始，我們開始做一些基礎性的討論。
本期是第三期：激發光的偏振狀態對于SHG強度的影響主要原因是什么？
激發光的偏振狀態對二次諧波生成(SHG)強度有顯著影響。
這種影響主要通過以下幾個方面體現：
1. 表面等離子體共振（SPR）模式的激發
p偏振光：p偏振光(偏振方向平行于入射平面)能夠更有效地激發縱向表面等離子體共振(LSPR)模式。這是因為p偏振光的電場分量與納米結構的長軸方向一致，能夠更有效地與納米結構相互作用，從而增強局域電場。這種增強的局域電場會顯著提高SHG的效率。
s偏振光：s偏振光(偏振方向垂直于入射平面)對LSPR模式的激發效果較弱。這是因為s偏振光的電場分量與納米結構的長軸方向垂直，與納米結構的相互作用較弱，因此對局域電場的增強效果有限。因此，s偏振光激發下的SHG強度通常較低。
2. 實驗觀察
實驗結果：在實驗中，作者觀察到在p偏振激發下，Au、Ag和Au–Ag–Au納米棒混合結構的SHG強度顯著高于s偏振激發下的強度。具體來說，Ag納米棒混合結構在p偏振激發下的SHG強度比s偏振激發下的強度高一個數量級以上。這表明p偏振光能夠更有效地激發SPR模式，從而增強SHG信號。
飽和現象：在高激發功率下，p偏振激發下的SHG強度會出現飽和現象。這是因為部分激發能量會轉化為光致發光(PL)，從而抑制了SHG的進一步增強。這種飽和現象在s偏振激發下不明顯，因為s偏振光激發下的SHG強度本身較低。
3. 數值模擬
FDTD模擬：通過有限差分時域(FDTD)模擬，作者計算了不同偏振狀態下納米棒的電場分布和局域場增強因子(fE)。模擬結果表明，p偏振光在納米棒的長軸方向上產生了更強的局域電場增強，這與實驗觀察到的SHG強度的偏振依賴性一致。具體來說，p偏振光在納米棒的長軸方向上產生了顯著的電場增強，而s偏振光在納米棒的短軸方向上產生的電場增強較弱。
4. 具體數據
Ag納米棒混合結構：在p偏振激發下，Ag納米棒混合結構的SHG強度比s偏振激發下的強度高一個數量級以上。這表明p偏振光能夠更有效地激發Ag納米棒的LSPR模式，從而顯著增強SHG信號。
Au納米棒混合結構：在p偏振激發下，Au納米棒混合結構的SHG強度也顯著高于s偏振激發下的強度，但整體強度仍低于Ag納米棒混合結構。這表明Au的SPR效應雖然較強，但不如Ag顯著。
Au–Ag–Au納米棒混合結構：在p偏振激發下，Au–Ag–Au納米棒混合結構的SHG強度介于Au和Ag納米棒混合結構之間。這表明通過合理設計納米結構，可以實現對SHG強度的有效調控。
結論
激發光的偏振狀態對SHG強度有顯著影響。p偏振光能夠更有效地激發納米結構的LSPR模式，從而顯著增強SHG信號。相比之下，s偏振光對LSPR模式的激發效果較弱，因此SHG強度較低。通過合理選擇激發光的偏振狀態，可以優化SHG信號的強度，從而提高非線性光學測量的靈敏度和效率。
