受美國海軍研究署、陸軍研究署、空軍科學研究署資助，賓夕法尼亞大學的研究人員透過實驗證明即使滿足相位匹配條件，二次非線性諧波也可能不出現。
非線性光學材料可產生高次諧波，常用於光學頻率變換，在經典領域和量子領域都有重要應用。通常認為，只要材料的二次非線性足夠強且滿足相位匹配條件，就會產生二次諧波。但是，研究人員透過實驗驗證了“禁止共振二次諧波產生”現象。在GaAs板上沿X方向製作寬300nm、深100nm間隔週期600nm的凹槽光子晶體板，並在GaSe膜上沿X方向製作寬30nm、間隔600nm的空隙光子晶體膜。對於光子晶體板，只有橫向模式的基頻光能沿Y方向產生二次諧波偶極子，而由於偶極子的X方向和Y方向不對稱，偶極子無法輻射到自由空間，即沒有能量轉移到二次諧波。對於光子晶體膜，二次諧波偶極子也沿Y方向產生，但可以向自由空間輻射，只是輻射量隨距離指數衰減，沒有遠場輻射。
這項研究展示了一種在奈米光子結構中操縱二次諧波的新機制，可用於消除非必要的非線性效應，如和頻、差頻等，有望催生新型光子器件。
論文：Resonance-forbidden second-harmonic generation in nonlinear photonic crystals
